قام فريق بحثي في معاهد Hefei للعلوم الفيزيائية التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) بتطوير بطارية زنك أيون مائية عالية الأداء ذات دورة حياة طويلة جدًا في مجال مغناطيسي ضعيف.
تم نشر نتائجهم في Materials Horizons ، حيث تغلب الباحثون في هذه الدراسة على قيود مواد الكاثود الموجودة ومشكلة نمو التغصنات الزنك.
تعتبر بطاريات أيون الزنك المائية بديلاً غير مكلف وآمن لبطاريات الليثيوم أيون ذات السعة النظرية العالية، ومع ذلك، فإن الأداء الكهروكيميائي المحدود لمادة الكاثود ونمو تغصن الزنك على الأنود يقلل من كثافة الطاقة، وعمر الدورة لبطاريات الزنك المائية.
لتطوير بطاريات زنك أيون مائية أفضل، من المهم تصميم كاثودات ذات كثافة طاقة عالية وقمع نمو تغصنات الزنك.
استخدم الباحثون طريقة حرارية مائية من خطوة واحدة مع هندسة كهروكيميائية في الموقع لإنشاء مادة VS 2، تحتوي هذه المادة على عيوب غنية قللت بشكل فعال من التفاعل الكهروستاتيكي بين أيونات الزنك وثاني كبريتيد الفاناديوم، لقد سمح بالنقل ثلاثي الأبعاد لـ Zn 2+ على طول كل من المستوى ab والمحور c ، مما أدى إلى قدرة معدل ممتازة.
بينما ظل استقرار ركوب الدراجات يمثل مشكلة بسبب نمو التغصنات ، وجد الباحثون أن إدخال مجال مغناطيسي خارجي يحد من النمو ويزيد من عمر البطارية بشكل كبير ،عند تشغيلها تحت مجال مغناطيسي ضعيف، أظهرت بطارية Zn-VS 2 عالية الأداء دورة حياة طويلة للغاية وقدمت كثافة طاقة عالية وكثافة طاقة عالية .
قد يكون لهذا العمل آثار كبيرة على مستقبل تكنولوجيا تخزين الطاقة ، وفقًا للفريق.
