Дослідники з Університету науки та технологій ім. короля Абдалли у Саудівській Аравії виявили простий спосіб подовження терміну служби акумуляторів на основі води.
Виявилось, що вода непомітно знижувала продуктивність акумулятора, однак цинковий купорос ZnSO4 стабалізував структуру води, зупинив шкідливі хімічні реакції та подовжив термін роботи водного акумулятора у 10 разів. Одним з ключових факторів, що впливає на термін служби акумуляторів, є анод, у якому проходять хімічні реакції з генерації та накопичення енергії.
Супутні негативні хімічні реакції можуть пошкодити анод і скоротити термін служби акумулятора. При цьому результати дослідження показали, що вільні молекули води відіграють важливу роль у виникненні цих негативних хімічних реакцій. Сульфат цинку допомогає обмежити наявність вільної води, зменшуючи її здатність пошкоджувати анод.
Вільна вода містить молекули, які не мають міцних зв’язків з іншими молекулами. Через це молекули води взаємодіють з більшою кількістю інших молекул, запускаючи небажані реакції, які споживають енергію та руйнують анод. У той же час сульфат цинку діє як клей, стабілізуючи вільні молекули води, змінюючи їхню динаміку та скорочуючи кількість негативних хімічних реакцій.
Попри те, що переважна більшість експериментів була проведена на акумуляторах з використанням сульфату цинку, попередні дослідження показали, що сульфат має такий самий вплив і на інші металеві аноди, що дозволяє припустити, що включення сульфатних солей у конструкцію батареї може стати універсальним рішенням для продовження терміну служби всіх водних акумуляторів.
“Сульфатні солі дешеві, широко доступні та хімічно стабільні, що робить наше рішення науково та економічно життєздатним”, — пояснює науковий співробітник KAUST Юнпей Чжу.
Водні батареї привертають все більшу увагу в усьому світі як стійке рішення для великомасштабного зберігання енергії, і за прогнозами, до 2030 року обсяг ринку перевищить 10 млрд доларів. На відміну від літієвих батарей, які часто використовуються в електромобілях, водні батареї пропонують безпечніший і стійкіший варіант для інтеграції відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна енергія, в електричні мережі.
Результати дослідження опубліковані у журналі Science Advances
Джерело: SciTechDaily
Повідомити про помилку
Текст, який буде надіслано нашим редакторам: