В Южной Корее повысили емкость водных аккумуляторов до 8,1 мА·ч/см²
Исследователи из Университета Сонгюнгван в Южной Корее сообщили о способе продлить срок службы водных аккумуляторов и поднять их емкость без смены архитектуры ячейки. Группа под руководством Хосока Пака разработала добавку C10 для электролита, которая, по данным авторов, помогает батарее работать свыше 2800 часов и доводит поверхностную емкость до 8,1 мА·ч/см². Для водных систем, которые много лет проигрывали литий-ионным по ресурсу и плотности энергии, это один из заметных результатов.
Водные аккумуляторы привлекают производителей стационарных систем хранения за счет более низкой пожароопасности и потенциально меньшей стоимости. Их слабое место известно давно: на цинковом электроде образуются дендриты, а контакт металла с водой ускоряет коррозию. Из-за этого ячейки быстро теряют емкость и хуже выдерживают длительные циклы работы.
По заявлению команды SKKU, молекулы C10 самостоятельно собираются в наноструктуры размером меньше 4 нм. Эти структуры выравнивают осаждение цинка на электроде и одновременно формируют защитный барьер от побочных реакций с водой. Такой подход важен тем, что не требует глубокой переделки батареи: речь идет о замене состава электролита, а не о новой химии всей ячейки.
Интерес к этому классу накопителей растет на фоне спроса на безопасные системы для сетевой инфраструктуры и дата-центров. По оценке BloombergNEF, мировой рынок стационарного хранения энергии в середине десятилетия измеряется уже десятками гигаватт-часов новых установок в год, а среди альтернатив литий-ионным решениям производители тестируют натрий-ионные, проточные и цинковые системы. В частности, Eos Energy развивает цинковые батареи для крупных объектов, а несколько китайских компаний в последние 2 года показывали пилотные водные и гибридные цинковые решения для сетевого хранения.
Практическая ценность корейской работы будет зависеть от двух показателей, которые лаборатории часто раскрывают позже: числа полных циклов при промышленной нагрузке и итоговой цены хранения на киловатт-час. Если добавка сохранит ресурс в серийных ячейках, такие батареи могут занять нишу там, где важнее пожаробезопасность и срок службы, чем максимальная энергетическая плотность. Для объектов ИИ-инфраструктуры это становится отдельным аргументом: крупные дата-центры уже требуют не только больше энергии, но и менее рискованных систем ее резервирования.
