Удивительный способ продлить срок службы водяных аккумуляторов в 10 раз по «очень низкой» цене

Ученые из Саудовской Аравии только что объявили об интересном открытии, которое помогает продлить срок службы водных батарей, считающихся более безопасным и экологичным вариантом, чем литиевые батареи, по «очень низкой» цене.

Водяные батареи теперь считаются более безопасным и экологичным выбором, чем литиевые батареи. Фото: Хено Хванг

Группа ученых из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии (KAUST) обнаружила основную причину, по которой водные батареи — батареи, в которых вода используется в качестве растворителя — быстро теряют производительность и срок службы: молекулы «свободной воды» вызывают побочные реакции, которые повреждают анод.

Используя всего лишь небольшое количество дешевых сульфатных солей, таких как сульфат цинка, команда успешно решила эту проблему, увеличив срок службы батареи более чем в 10 раз.

По словам исследовательской группы, «свободная вода» — это молекулы воды, которые не связаны прочно с другими ионами в аккумуляторе. В этом состоянии вода легко реагирует с компонентами электрода, вызывая потерю энергии и коррозию материала.

При добавлении сульфатных солей сульфатные ионы действуют как «молекулярный клей воды», более прочно удерживая воду в структуре связей, тем самым значительно снижая вредные побочные реакции.

«Это открытие показывает, что структура воды играет ключевую роль в химии аккумуляторов, однако ранее этому не уделялось должного внимания», — сказал профессор Хусам Альшариф, ведущий исследователь и директор Центра возобновляемой энергии и технологий хранения энергии CREST в KAUST.

Хотя в большинстве экспериментов использовался сульфат цинка, предварительные результаты показывают, что «гидрогелевый» эффект сульфат-ионов распространяется и на широкий спектр других металлических анодов. Это открывает возможность разработки универсального, простого и эффективного решения для увеличения срока службы всего семейства водных аккумуляторов.

«Сульфатные соли дешевы, легкодоступны и химически стабильны, что делает наше решение как с научной, так и с экономической точки зрения целесообразным», — сказал исследователь Юнпэй Чжу, который провел большую часть экспериментов.

Аккумуляторы Aqua в настоящее время считаются более безопасной и экологичной альтернативой литиевым аккумуляторам для крупномасштабных систем хранения возобновляемой энергии, таких как системы накопления солнечной энергии для энергосистем. Прогнозируется, что к 2030 году мировой рынок аккумуляторов Aqua превысит 10 миллиардов долларов.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances при участии профессоров Омара Мохаммеда, Омара Бакра, Сисяна Чжана и Мани Сарати из KAUST.

Вернуться к теме

ВНА

Источник: https://tuoitre.vn/bat-ngo-cach-giup-pin-nuoc-ben-gap-10-lan-gia-re-beo-20250731095443709.htm