Ученые в Китае разработали аккумулятор на водной основе, который энергоэффективнее, чем литиевые батареи. Более того, вода в аккумуляторах используется в качестве растворителя для электролитов, повышая безопасность использования.
Китайские ученые разработали водный аккумулятор с высокой плотностью энергии, основанный на многоэлектронном переносе галогена.
О разработке
Для того чтобы повысить плотность энергии водных аккумуляторов, в качестве электролита исследователи использовали смешанный раствор галогена с йодид-ионами (I-) и бромид-ионами (Br-). Так они разработали реакцию многоэлектронного переноса.
Специалисты заявили, что в процессе зарядки I- окислялся до IO3- на положительной стороне, а образующийся H+ выводился на отрицательную сторону в виде вспомогательного электролита. В процессе разряда значение H+ было положительным, а значение IO3- уменьшено до I-.
Работа аккумулятора
Разработанный катод с многоэлектронным переносом имеет удельную емкость 840 Ач/л. Объединив катод с металлическим кадмиевым элементом, исследователи достигли плотности энергии в 1200 Втч/л. Когда специалисты протестировали свой электролит с ванадиевым анодом, они обнаружили, что срок службы батарей может быть продлен до 1000 циклов.
Ученые также отметили, что плотность энергии их батарей превышает плотность некоторых твердых электродных материалов, а по стоимости может быть сопоставима с традиционными литиевыми батареями. Более того, вода в аккумуляторах используется в качестве растворителя для электролитов, повышая безопасность использования.
Исследование дает новую идею для разработки водных аккумуляторов с высокой плотностью энергии и может расширить применение водных аккумуляторов в области производства электромобилей.