Дослідники з Інженерного коледжу Університету штату Орегон розробили анод батареї на основі нового наноструктурованого сплаву: завдяки цьому може з’явитися новий спосіб проєктування і виробництва пристроїв зберігання енергії.
Сплав на основі цинку і марганцю також дозволяє замінити розчинник, який зазвичай використовується в електролітах акумуляторних батарей, на щось більш безпечне і недороге, а також наявне у великій кількості: морську воду.
Батарея зберігає енергію в формі хімічної енергії: за допомогою реакції вона перетворюється в електричну енергію, яка живить транспортні засоби, мобільні телефони, ноутбуки та інші пристрої. Батарея складається з анода і катода, зазвичай вони зроблені з різних матеріалів, також там є сепаратор і електроліт, це хімічне середовище, що забезпечує проходження електричного заряду. В літій-іонній батареї, як випливає з назви, заряд переноситься іонами літію, коли вони переміщуються через електроліт від анода до катода.
“Електроліти в літій-іонних батареях зазвичай розчиняються в органічних розчинниках, які легко спалахують і часто розкладаються при високих робочих напругах. Відповідно існують проблеми з безпекою”, – говорить Чженьсін Фен, дослідник хімічної інженерії в OSU.
Водні батареї є багатообіцяючою альтернативою. Водні електроліти конкурентоспроможні за вартістю, екологічно безпечні, а також швидко заряджаються і дуже стійкі до неправильного поводження.
Дослідники зі штату Орегон, Університету Центральної Флориди і Університету Х’юстона розробили анод, що складається з тривимірного «сплаву цинку-М» в якості анода батареї, де M позначає марганець і інші метали.
Сплав з його особливою наноструктурою не тільки пригнічує утворення дендритів, контролює термодинаміку поверхневих реакцій і кінетику реакцій, а також показує надвисоку стабільність протягом тисяч циклів в жорстких електрохімічних умовах. Вчені сподіваються, що їхній винахід використовуватимуть в масовому виробництві.