Новият подход от страна на учените от Техническия университет в Мюнхен (TUM), използващ порест органичен полимер, значително удължи живота на цинково-йонните батерии. За това пише Interesting Engineering.
Цинк-йонните батерии (ZIB) работят на същия принцип като литиево-йонните батерии. Металът действа като анод, а цинковият интеркалиращ материал служи като катод. Батерията има висока енергийна плътност и не е предразположена към пожари като литиево-йонния си аналог. Изобилието от цинк в природата ги прави рентабилни и устойчиви, а възможностите им за бързо зареждане и разреждане ги правят идеални за търговска употреба.
Цинковите батерии имат по-дълъг живот от литиево-йонните. Проблемите с цинковите дендрити и нежеланите странични реакции обаче забавиха широкото им приемане.
Използването на порест органичен полимер в анода на ZIB решава тези проблеми и също така увеличава експлоатационния му живот с няколко порядъка.
Изследователи от TUM поставиха кристална 2D пореста флуорирана ковалентна органична структура, наречена (TpBD-2F), върху анода на ZIB, който служи като защитен слой. Материалът създава едномерни флуорирани наноканали, през които цинковите йони могат лесно да текат, отблъсквайки водните молекули. Това предотвратява образуването на иглоподобни структури в батерията, обикновено наричани цинкови плътности, и също така спира реакциите, които предизвикват производството на водород.
Защитният филм също така осигурява стабилно покритие/отстраняване в симетричните клетки за повече от 1200 часа при 2 mA cm−2, съобщават изследователите в статия, публикувана по-рано този месец.
В изследователската работа също така се говори, че горивните елементи, събрани с помощта на защитен слой, са показали продължителност на живота от повече от 100 000 цикъла при плътност на тока от 5A на грам. Това е наистина впечатляващ резултат от изследването — каза Роланд Фишер, професор по неорганична и металоорганична химия в TUM.
Изследователският екип разработи бутонна клетка като част от демонстрацията на прототипа на технологията. Те вярват, че може да се мащабира и за по-големи приложения. Сега зависи от инженерите да възприемат идеята и да разработят подходящите производствени процеси.
Leave a Reply