Шведские исследователи разрабатывают экологически чистые и доступные батареи для стран с низким уровнем дохода

Новая батарея с цинком-линьином стабильна, так как ее можно использовать более 8000 циклов, сохраняя при этом около 80% своей производительности.Батарея, разработанная исследователями, невелика, но технология масштабируется.Кредит: Тор Балхед

Батарея, изготовленная из цинка и лигнина, которая может использоваться более 8000 раз, была разработана исследователями из Университета Линкипинг, Швеция, с видением, чтобы обеспечить дешевое и устойчивое решение для батареи для стран, где доступ к электричеству ограничен.Исследование было опубликовано в журнале «Энергетические и экологические материалы».

«Солнечные батареи стали относительно недорогими, и многие люди в странах с низким уровнем дохода их приняли. Однако, около экватора, солнце устанавливается около 6 часов вечера, оставляя домохозяйства и предприятия без электричества. Надежда состоит в том, что эта технология батареи даже даже.Благодаря более низкой производительности, чем дорогие литий-ионные батареи, в конечном итоге предложат решение для этих ситуаций »,-говорит Reverant Crispin, профессор органической электроники в Университете Линкипинг.

Его исследовательская группа в лаборатории органической электроники вместе с исследователями из Университета Карлстада и Чалмерса разработала батарею, основанный на цинке и лигнине, двух экономически эффективных и экологически чистых материалах.С точки зрения плотности энергии, это сопоставимо с свинцово-кислой батареями, но без свинца, что является токсичным.

Аккумулятор стабилен, так как ее можно использовать более 8000 циклов, сохраняя при этом около 80% своей производительности.Кроме того, аккумулятор сохраняет свой заряд примерно на одну неделю, что значительно дольше, чем другие подобные батареи на основе цинка, которые разряжаются всего за несколько часов.

Хотя батареи на основе цинка уже находятся на рынке, в первую очередь как нерезарные батареи, они, как предсказывают, будут дополнять, а в некоторых случаях заменяют литий-ионные батареи в долгосрочной перспективе, когда функция перезаряжаемости правильно введена.

«В то время как литий-ионные батареи полезны при правильном обращении, они могут быть взрывоопасными, сложными для переработки и проблематичными с точки зрения проблем окружающей среды и прав человека, когда извлечены конкретные элементы, такие как кобальт. Поэтому наша устойчивая батарея предлагает многообещающую альтернативу, где энергия, где энергия.Плотность не является критической », - говорит Зияуддин Хан, исследователь лаборатории органической электроники в Лю.

Проблема с цинковыми батареями в первую очередь была плохой долговечностью из -за того, что цинк реагирует с водой в растворе электролита батареи.Эта реакция приводит к генерации газа водорода и дендритного роста цинка, что делает батарею по существу непригодным.

Для стабилизации цинка используется вещество, называемое калиевым полиакрилатным электролитом на основе полиакрилата на основе полиакрилата (WIPSE).Исследователи в Linköping теперь продемонстрировали, так это то, что когда в батарее, содержащем цинк и лигнин, упор используется, стабильность очень высока.

«И цинк, и лигнин очень дешевые, а батарея легко пригодна для переработки. И если вы рассчитываете стоимость за цикл использования, он станет чрезвычайно дешевой батареей по сравнению с литий-ионными батареями»,-говорит Хан.

В настоящее время батареи, разработанные в лаборатории, небольшие.Тем не менее, исследователи считают, что они могут создавать большие батареи, примерно размером с автомобильную батарею, благодаря обилию как лигнина, так и цинка по низкой стоимости.Тем не менее, массовое производство потребует участия компании.

Криспин утверждает, что позиция Швеции как инновационной страны позволяет ей помочь другим странам в принятии более устойчивых альтернатив.

«Мы можем рассматривать это как нашу обязанность помочь странам с низким уровнем дохода избегать тех же ошибок, которые мы.людей, ведущих к климатической катастрофе », - говорит Криспин.

Больше информации: Divyaratan Kumar et al., Вода -полимерный солевой электролит для перезаряжаемой водной линьиновой батареи с лигнином, энергии и окружающей среды (2024).Doi: 10.1002/eem2.12752