Новини науки

Дослідники з Університету Лінчепінга, Університету Карлстада та Університету Чалмерса у Швеції розробили недорогу батарею, в якій не використовується літій, вона зроблена з цинку та лігніну – відходів паперової промисловості.

Зі зростанням впровадження рішень у галузі відновлюваних джерел енергії, таких як вітер та сонячна енергія, також зростає попит на рішення для зберігання енергії. В даний час вони поставляються з використанням батарей, що містять такі компоненти, як літій та кобальт.

Хоча щільність енергії цих батарей є кращою, видобуток цих мінералів пов’язана з проблемами навколишнього середовища. Літій-іонні акумулятори також нелегко переробляти, і тому вони не є екологічно безпечним варіантом у довгостроковій перспективі.

Технологія акумуляторів на основі цинку широко використовується на ринку, але тільки для пристроїв, що не перезаряджаються. Переважними є рішення на основі літію, оскільки вони можуть зберігати більшу кількість енергії. Тим не менш, вони також схильні до ризику займання і вибуху.

Батареї на основі цинку набагато безпечніші. У довгостроковій перспективі вони зможуть замінити літій-іонні батареї варіантами, що перезаряджаються. Тому дослідники з Лабораторії органічної електроніки Університету Лінчепінга (LiU) звернулися до цинку та лігніну при розробці акумуляторів.

Основна причина, через яку цинкові батареї не знайшли широкого застосування – це реакційна здатність цинку з водою в електроліті. Ця реакція призводить до утворення газоподібного водню і цинк батареї стає непридатним для використання.

Шведські дослідники використовували інший електроліт, званий водно-полімерним сольовим електролітом (WiPSE), та продемонстрували, що стабільність цинку можна підвищити.

"І цинк, і лігнін дуже дешеві, а акумулятор легко підлягає вторинній переробці", – сказав розробник. "Якщо ви підрахуєте вартість циклу використання, це стане надзвичайно дешевою батареєю в порівнянні з літій-іонними батареями".

На відміну від інших батарей на основі цинку, які розряджаються за кілька годин, нова батарея може зберігати заряд протягом тижня. Крім того, акумулятор стабільний та зберігає 80 відсотків своєї продуктивності протягом 8000 циклів.

Батарея, розроблена командою, зараз мала, але технологію можна легко масштабувати до розмірів автомобільного акумулятора. З точки зору щільності енергії батареї можна порівняти зі свинцево-кислотними батареями, але вони не містять токсичних компонентів, що робить їх більш екологічно безпечними.