Китайские учёные создали цинковый аккумулятор, который проработал 5128 часов

Новая система с жидкой суспензией цинка рассчитана на длительное хранение энергии от солнечных и ветровых электростанций и сохранила 81,1% ёмкости после 5500 циклов

Учёные из Университета Фудань и Китайской академии наук разработали проточный цинковый аккумулятор, который в лабораторных испытаниях непрерывно работал 5128 часов. Технология предназначена для систем длительного хранения энергии, которые могут использоваться вместе с солнечными и ветровыми электростанциями для сохранения избыточной генерации.

Вместо обычного твёрдого цинкового электрода разработчики использовали суспензию из наночастиц цинка в проводящей жидкости. Этот материал постоянно циркулирует между внешним резервуаром и электрохимической ячейкой, а цинк при зарядке и разрядке обратимо переходит между металлической и ионной формами.

Главной проблемой цинковых аккумуляторов такого типа раньше была нестабильность: частицы цинка могли слипаться, а поверхность электрода постепенно разрушалась. Новая конструкция объединяет наночастицы цинка с полым углеродным каркасом и специальным электролитом, который помогает сохранять стабильные реакции во время многократных циклов.

В ходе испытаний аккумулятор достиг кулоновской эффективности 99,94% (доли возвращённого заряда относительно затраченного при зарядке). Другой вариант аккумулятора на основе той же архитектуры — цинк–диоксид марганца — сохранил 81,1% исходной ёмкости после 5500 циклов зарядки и разрядки.

Разработчики отмечают, что проточная конструкция позволяет разделить мощность и объём накопленной энергии: для увеличения запаса энергии можно увеличивать объём хранящейся суспензии в резервуарах без существенной переработки самой электрохимической системы. Это делает подход потенциально подходящим для крупных накопителей энергии.

Следующим этапом команда планирует перевести технологию от лабораторного образца к практическим системам длительного хранения, улучшая состав суспензии и интеграцию оборудования. Исследование опубликовано в журнале Nature Energy.