В Китаї створили акумулятор, який любить світло

Китайські вчені з Університету Дунхуа (Donghua University) повідомили про прорив у сфері цинк-повітряних акумуляторів. Це недорога альтернатива літієвим батареям, але з безліччю нерозв'язаних технологічних проблем. Дослідники з Піднебесної запропонували оригінальний підхід до усунення головної з них — низької швидкості реакцій відновлення та виділення кисню на електродах. У цьому їм допомогло звичайне світло.

Джерело зображення: eScience 2026

Традиційно для посилення хімічних реакцій використовують каталізатор, а хороші каталізатори дешевими не бувають. Зазвичай це дорогоцінні метали, що погано поєднується з поняттям масового виробництва, якими стали акумулятори. Вчені з Китаю запропонували каталізатор у вигляді напівпровідника — фактично діода, вбудованого в електроди як вкраплення нанометрового масштабу. Такі імпровізовані «діоди» передбачувано реагують на світло, відтворюючи в матеріалі під впливом фотонів електрони та дірки, причому по різні сторони p–n-переходу — все, як і має бути в електротехніці.

Запропонований вченими каталізатор є композитом, де n-тип — це графітові нанолисти нитриду вуглецю (g-C₃N₄), а p-тип — провідна мережа вуглецевих нановолокон (CNF), в яку вбудовані подвійні активні центри кобальту: наночастинки кобальту, запечатані в вуглецеві нанотрубки (Co@CNT), і Co–N₄ центри (одинокі атоми кобальту, пов'язані з азотом). Така структура забезпечує ефективне просторове розділення індукованих фотонами електронів і дірок: під дією світла електрони мігрують до вуглецевого каркасу і прискорюють реакцію відновлення кисню, а дірки сприяють реакції виділення кисню.

Завдяки такому своєрідному «фотоусилюванню», акумулятори продемонстрували вражаючі характеристики: пікова щільність потужності досягла 310 мВт/см² (на рівні найкращих комерційних літієвих батарей), а стабільні цикли заряду та розряду тривали понад 1100 годин без помітної деградації.

Гнучкі версії батарей зберігали продуктивність при багаторазових вигинах (0°–180°–0°), демонструючи потужність до 96 мВт/см². Відсутність дорогоцінних металів (типу платини) та використання дешевих матеріалів (цинк, повітря, вуглець, кобальт) обіцяють зробити технологію перспективною та економічною.

Найбільш цікавою областю застосування чутливих до світла акумуляторів може стати гібридна, що поєднує сонячні електростанції та накопичення енергії. Цікаво також застосування таких акумуляторів у носимій електроніці. Людина активна на світлі — цього вимагає її природа. Люблячі світло акумулятори ідеально підходять для цього.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки