Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) представили инновационный цинк-ионный гибридный аккумулятор. Ключевая особенность разработки — использование 3D-печатного электрода, что позволило увеличить показатель накопления заряда более чем в семь раз по сравнению с аналогами.
Данная разработка объединяет преимущества двух технологий: традиционных аккумуляторов и суперконденсаторов. Конструкция устройства предполагает использование двух разных электродов: один функционирует по классическому принципу батареи, а второй выполнен из углеродного материала, характерного для суперконденсаторов. Такой подход обеспечивает баланс между высокой энергоемкостью и способностью к быстрой передаче энергии.
Особенности 3D-печатной архитектуры
Основным технологическим прорывом стало создание пористого электрода с разветвленной структурой методом 3D-печати. Поверхность электрода покрыта слоем оксида ванадия, обладающего высокой способностью к захвату и удержанию заряда. По оценкам ученых, внутренняя поверхность всего одного грамма такого материала сопоставима с площадью десяти теннисных кортов.
Испытания показали впечатляющие результаты: после 1500 циклов заряда и разряда устройство сохранило 82% своей первоначальной емкости. Благодаря своей структуре, аккумулятор демонстрирует семикратное преимущество в накоплении энергии над существующими гибридными системами.
Перспективы цинк-ионных технологий
Разработчики рассматривают цинк как наиболее перспективную и экологичную альтернативу литию. Этот металл примерно в 100 раз более распространен в земной коре, его проще добывать и перерабатывать, что делает конечные устройства более доступными. Данное решение идеально подходит для систем накопления энергии, где критически важны скорость зарядки, длительный жизненный цикл и экономическая эффективность.
Кроме самой батареи, команда UCLA разработала недорогую 3D-печатную тестовую ячейку. Она предназначена для стандартизации процесса испытаний новых накопителей энергии в лабораторных условиях.
