Исследования Нанкайского университета в области аккумуляторных батарей большой емкости достигли крупного прорыва.
20 числа в Нанкайском университете репортер узнал,ИсследованияНанкайскогоуниверситетавобластиаккумуляторныхбатарейбольшойемкостидостигликрупногопрорыва что исследования моей страны в области аккумуляторных батарей большой емкости достигли значительного прогресса. Команда академика Чэнь Цзюня из школы использовала органические хиноны в качестве положительных электродов для разработки аккумуляторов высокой емкости Впервые водная цинковая вторичная батарея с высокой частотой разряда также позволяет нам как можно скорее попрощаться с сильно загрязняющими свинцово-кислотными батареями на водной основе. Результаты исследования были опубликованы в последнем выпуске Science Advances, журнала Американской ассоциации содействия развитию науки.
Поскольку уровень использования возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и энергия ветра, продолжает расти, разработка недорогих, высокопроизводительных перезаряжаемых аккумуляторных батарей стала целью, которую преследует мир. Цинк дешев, имеет теоретическую емкость до 820 мАч на грамм, обладает хорошей совместимостью с водой и стабильностью, что делает его пригодным для массового производства. Таким образом, перезаряжаемые водные цинковые батареи имеют широкие перспективы применения. Однако разработка водных цинковых батарей затруднена такими проблемами, как ограниченное разнообразие доступных катодных материалов и медленная кинетика деинтеркаляции цинка.
Органические хиноны широко распространены в природе, и исследователи обнаружили более 2400 видов хинонов у растений, грибов, морских животных и насекомых. Разработка новых электродных материалов на основе органических хинонов, основанных на механизме реакции недеинтеркаляции и многоэлектронном переносе, имеет большое значение для повышения емкости и циклической стабильности цинковых аккумуляторов.
В настоящее время в электроактивных хиноновых электродах обычно используются органические электролиты. Согласно принципу аналогичной совместимости, хиноновые соединения легко растворяются в органических растворителях, вызывая такие проблемы, как потеря активных материалов и короткий срок службы батареи. Команда академика Чэнь Цзюня уже много лет занимается разработкой, подготовкой и применением органических хиноновых электродных материалов.Они используют модификацию электролита, полимеризацию, засоление, загрузку и другие методы, чтобы не только улучшить степень сохранения емкости хинонов, но и за счет Разумная структурная конструкция. Хинонные соединения использовались в качестве положительных электродов в перезаряжаемых водных цинковых батареях. Впервые была получена удельная емкость 335 мАч на грамм. Разность напряжений между зарядной и разрядной платформами составляла всего 70 мВ, а энергоэффективность достигал 93%.После 1000 циклов степень сохранения емкости батареи по-прежнему составляет 87%, а стабильность цикла батареи сравнима с неорганическими электродными материалами. Органическая водная цинковая батарея, разработанная командой, может обеспечить плотность энергии 220 ватт-часов на килограмм, что намного превышает обычно используемые водные свинцово-кислотные батареи и эквивалентно коммерческим литий-ионным батареям, выпускаемым в настоящее время. Поскольку водные цинковые батареи обладают преимуществами высокой плотности энергии, безопасности, надежности, низкой стоимости и экологичности, они также открывают новые возможности для будущих крупных применений, таких как электромобили и крупномасштабные хранилища энергии.
Источник: Science and Technology Daily
