Ученым удалось повысить эффективность аккумуляторов с помощью сахара
Повышение ресурса цинковых батарей путем химической модификации электролита с помощью столового сахара разработали исследователи из Китая, 29 июля сообщает Phys.org.
Водные цинковые (Zn) батареи широко используются в качестве одного из наиболее перспективных источников энергии.
«Они отличаются высокой безопасностью и экономичностью по сравнению с современными литий-ионными батареями с легковоспламеняющимися органическими электролитами. Кроме того, цинковый анод обладает сверхвысокой теоретической емкостью, что делает эти цинковые батареи еще более перспективными для таких применений, как сетевое хранение энергии», — сказал автор статьи Мейнан Лю, доцент кафедры нанотехнологий и нанобионики в Университете науки и технологий Китая.
Однако, когда концентрация ионов цинка (Zn2 +) на поверхности анода падает до нуля, начинают расти дендриты. Неконтролируемый рост дендритов цинка ухудшает электрохимические характеристики и представляет серьезную угрозу для безопасной эксплуатации.
«Эти дендриты могут проникать в сепаратор и вызывать короткое замыкание батареи», — сказал Лю.
В попытке преодолеть этот пробел ученые попробовали новый подход: ввести обычный столовый сахар с несколькими гидроксильными группами в электролит, чтобы отрегулировать структуру сольватации Zn2 +.
Проведя атомистическое моделирование и эксперименты, исследовательская группа подтвердила, что молекулы сахарозы повышают подвижность и останавливают рост дендритов без ущерба для стабильности.
«Результаты подтверждают, что молекулы сахарозы в сольватационной оболочке не только повышают подвижность, обеспечивая быструю кинетику Zn2 +, но также защищают цинковый анод от коррозии водой и успешно обеспечивают осаждение без дендритов Zn и подавление побочных реакций», — сказал Лю.
