В Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) разработана цинк-ионная гибридная батарея с семикратным увеличением запасаемой энергии

2026-07-01 15:00
В избр.

Репортаж от Wedoany,Исследовательская группа Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) с помощью аддитивных технологий создала 3D-печатный углеродный электрод, который позволяет увеличить ёмкость заряда цинк-ионных гибридных батарей более чем в семь раз по сравнению с существующими аналогами.

UCLA разрабатывает цинк-ионную гибридную батарею, запасающую в семь раз больше энергии

В исследовании, опубликованном в журнале Small, также представлена 3D-печатная тестовая батарея, предназначенная для повышения согласованности измерений производительности в исследованиях накопления энергии. Разработанная группой батарея представляет собой гибридное устройство, в котором один терминал функционирует как компонент накопления заряда, аналогичный традиционным литий-ионным батареям, а другой использует углеродный электрод, подобный суперконденсаторам. Суперконденсаторы, как устройства накопления энергии с быстрой зарядкой-разрядкой и потенциальным сроком службы в десятилетия, имеют основной недостаток: энергия хранится только на поверхности электрода, что ограничивает общую ёмкость.

Чтобы преодолеть это ограничение, команда UCLA применила процесс 3D-печати с использованием ультрафиолетового лазера и смолы для создания углеродного электрода с сотовой или губчатой внутренней структурой, пронизанной миллиардами микропор. После печати электрод подвергался нагреву и дегазации, оставляя только проводящий углерод с открытыми порами, а затем химическим способом загружался оксидом ванадия. Полученная площадь поверхности огромна: один грамм материала электрода, если его разровнять, может покрыть примерно десять теннисных кортов. Соавтор-корреспондент, выдающийся профессор химии и биохимии, а также материаловедения и инженерии UCLA Рик Канер (Ric Kaner) отметил, что этот метод позволяет послойно создавать любые 3D-каркасы и контролировать микроструктуру, а огромная внутренняя площадь поверхности, создаваемая множеством микроскопических отверстий, означает возможность хранения большого количества заряда.

Помимо повышения плотности энергии, устройство сохраняло 82% ёмкости после 1500 циклов зарядки-разрядки. Команда также указала, что цинк примерно в 100 раз более распространён, чем литий, и его относительно легче добывать и перерабатывать, что делает его более устойчивым химическим материалом для батарей по сравнению с литием. Соавтор-корреспондент, научный сотрудник кафедры химии и биохимии колледжа UCLA Махер Эль-Кади (Maher El-Kady) заявил, что будущее накопления энергии не будет определяться одной технологией, и представленное в исследовании цинк-ионное гибридное устройство, способное запасать почти на порядок большую ёмкость, может дополнить современные варианты накопления энергии в масштабах сети.

Исследование также представило 3D-печатную тестовую батарею, предназначенную для улучшения открытых колб, обычно используемых в лабораториях накопления энергии. Стандартные коммерческие стеклянные тестовые батареи стоят 1000 долларов или более, что заставляет большинство исследовательских групп полагаться на колбы, которые допускают испарение электролита и вносят вариативность в позиционирование электродов, влияя на точность измерений. Печатная батарея UCLA имеет герметичную верхнюю крышку и фиксированные пазы для электродов. В ходе испытаний стандартизированный углеродный электрод в печатной батарее сохранял 98% заряда после 1500 циклов, тогда как в традиционной открытой батарее он выходил из строя менее чем за 100 циклов. Первый автор, доктор София Уэмура (Sophia Uemura), недавно защитившая докторскую диссертацию в UCLA, отметила, что эта концепция помогает исследователям получать более согласованные результаты и надёжные данные, а доступность 3D-печати означает, что любой, у кого есть 3D-принтер, может изготовить аналогичную тестовую батарею и адаптировать её под свою работу. Исследование проводилось в сотрудничестве с учёными из Национального университета Цинхуа (National Tsing Hua University) на Тайване.

Эта новость является результатом компиляции и перепечатки информации из глобального Интернета и стратегических партнеров. Она предназначена только для читателей. Если у вас возникнут какие-либо нарушения или другие проблемы, пожалуйста, своевременно сообщите нам. Этот сайт изменить или удалить ее. Перепечатка этой статьи без официального разрешения строго запрещена.электронная почта:news@wedoany.com

Связанные продукты

Автономное устройство питания с индукционным отбором энергии - Saifuneng - SELF ENERGY TECHNOLOGY (SHENZHEN) CO., LTD.
Факельная установка на высотной опоре - Tangshan Jinsha Combustion Heat Energy Co., Ltd.
Фарфоровый подвесной изолятор переменного тока, устойчивый к загрязнению с головкой столба (тип с тремя зонтиками①) - ShanDong High Voltage Insulator Co., Ltd.
Интегрированная машина для хранения солнечной энергии - Suntree Electric Group
Никель-кадмиевая аккумуляторная - Sichuan Changhong Battery Co., Ltd.
Трансформатор питания 0,66 кВ - Guangdong Sihui Instrument Transformer Works Co., Ltd.
Сверхвысоковольтный силовой трансформатор типа DF-250000/500 - Jinan XD Special Transformer Co., Ltd.
Фотоэлектрический модуль N тип 182-16BB - RONMA  SOLAR
FR2000H 2,15 МВтч (воздушное охлаждение) 20-футовая коробочная система накопления энергии - Jiangyin Furen High-tech Co., Ltd.
Паровая винтовая машина - Kunshan Jiangjin Machinery Co. Ltd.
Интеллектуальная комплексная установка очистки сточных вод от тяжёлых металлов - Science Environmental Protection Co., Ltd.
Производство лопастей для ветроэнергетики - Redblades Windpower Equipment (Yingkou) Co., Ltd.
Читайте также
Подписано соглашение о закупке систем управления для египетского проекта хранения энергии мощностью 1,5 ГВт·ч
2026-11-03
Новозеландская компания Lightyears привлекла финансирование и инвестиции в размере 174 млн новозеландских долларов
2026-11-03
Австралийская компания Frontier Energy привлекла 280 млн австралийских долларов на реализацию проекта солнечной генерации с накопителями энергии мощностью 132 МВт
2026-11-03
Хорватская AdriaFlex разработает 170 МВт проектов автономных систем накопления энергии
2026-11-03
Uniper подписал проект аккумуляторного накопителя энергии мощностью 20 МВт в Германии
2026-11-03
ONDE из Польши выбрана для строительства двух объектов хранения энергии
2026-11-03
Болгарский проект хранения энергии Tenevo получил финансирование в размере 60 млн евро
2026-11-03
Развитие долговременного хранения энергии в США сдерживается преимуществами финансирования литиевых батарей
2026-11-03
Французская компания Exide выпустила мобильное приложение для мониторинга систем накопления энергии
2026-11-03
В Австралии, в Гленроуэне, добавлена аккумуляторная система мощностью 102 МВт / 408 МВт·ч
2026-11-03