Уникальная разработка: цинковый аккумулятор, напечатанный на 3D-принтере
30 июня в 19:45 группа американских исследователей анонсировала создание аккумулятора на основе цинка, где один из электродов изготовлен методом 3D-печати. Эта новинка сочетает в себе принципы работы литий-ионных батарей и суперконденсаторов. Один контакт устройства выполняет роль накопителя энергии, как в классических литий-ионных источниках, а второй представляет собой углеродный электрод, аналогичный тем, что используются в суперконденсаторах. Для российского рынка такая технология особенно интересна, так как цинк — более доступный и дешевый материал по сравнению с литием.
Технологические детали и результаты испытаний
Электрод был сформирован с помощью 3D-печати: жидкая смола мгновенно затвердевает под действием ультрафиолетового лазера. В состав электрода входит оксид ванадия, и, по подсчетам ученых, один грамм этого материала в развернутом виде мог бы покрыть площадь примерно десяти теннисных кортов. Испытания показали, что после 1500 циклов зарядки и разрядки аккумулятор сохранил 82% своей первоначальной емкости, что говорит о высокой эффективности разработки.
Научная группа также продемонстрировала тестовую ячейку, созданную на 3D-принтере. Для сравнения, готовая стеклянная ячейка стоит от 1000 долларов и выше. Результаты эксперимента были опубликованы в журнале Small. Махер Эль-Кади, ассистент-исследователь кафедры химии и биохимии колледжа UCLA, отметил:
“Будущее накопления энергии не будет определяться какой-то одной технологией.” - Махер Эль-Кади
София Уемура, первый автор исследования и доктор философии в UCLA, выразила надежду, что “эта концепция окажется полезной для других ученых в данной области, помогая им получать более стабильные измерения и надежные данные для своих устройств.”
Эта разработка способна существенно повлиять на будущее систем хранения энергии, открывая новые возможности для повышения их эффективности и доступности. Внедрение 3D-печати в производство электродов может снизить затраты на выпуск таких батарей и ускорить их коммерциализацию, что особенно важно для устойчивого развития энергетического сектора в России и мире.
В то время как ученые из США представили свой цинковый аккумулятор с 3D-принтованным электродом, в Китае также работают над инновационными решениями в области аккумуляторов. Например, недавно была разработана батарея, устойчивая к воспламенению и способная выдерживать высокие температуры. Эти достижения подчеркивают разнообразие подходов к созданию более безопасных и эффективных источников энергии.