Istraživački tim na Institutu za fizičke nauke Hefei Kineske akademije nauka (CAS), na čelu sa prof. Džaoom Bangčuanom, razvio je vodenu cink-jonsku bateriju visokih performansi sa ultra dugim životnim ciklusom u slabom magnetnom polju. Njihovi rezultati objavljeni su u Materials Horizons.
Vodene cink-jonske baterije su jeftina i sigurna alternativa litijum-jonskim baterijama visokog teoretskog kapaciteta. Međutim, ograničene elektrohemijske performanse materijala katode i rast cink dendrita na anodi smanjuju gustinu energije i životni vek vodenih cink-jonskih baterija. Da biste razvili bolje vodene cink-jonske baterije, važno je dizajnirati katode sa visokom gustinom energije i suzbiti rast cink dendrita.
U ovoj studiji, istraživači su prevazišli ograničenja postojećih katodnih materijala i problem rasta cink dendrita. Koristili su hidrotermalnu metodu u jednom koraku sa in situ elektrohemijskim inženjeringom defekata da bi stvorili VS 2 materijal. Ovaj materijal je imao bogate defekte koji su efikasno smanjili elektrostatičku interakciju između jona cinka (Zn) i vanadijum disulfida (VS 2 ). Omogućio je 3D transport Zn 2+ i duž ab-ravne i c-ose, što je rezultiralo odličnom brzinom.
Dok je stabilnost biciklizma ostala problem zbog rasta dendrita, istraživači su otkrili da je uvođenje spoljašnjeg magnetnog polja potisnulo rast i značajno produžilo vek baterije. Kada je radila pod slabim magnetnim poljem, Zn-VS 2 baterija visokih performansi je pokazala ultra dug životni vek i isporučila je visoku gustinu energije i gustinu snage.
Prema timu, ovaj rad bi mogao imati značajne implikacije na budućnost tehnologije skladištenja energije.
