Графеновый материал ускорил химические реакции внутри цинк-воздушной батареи Исследователи Китайской академии наук разработали графеновый катализатор, который позволил повысить эффективность перезаряжаемых цинк-воздушных аккумуляторов до 98%. В лабораторных испытаниях батарея проработала более 820 часов в обычном воздухе и сохранила 97,6% эффективности после 1500 циклов зарядки и разрядки. Источник изображения: ИИ ChatGPT // https://chatgpt.com/ Материал под названием FG-3 представляет собой фторированный графен с содержанием фтора 3,1%. Его разработала команда под руководством доктора Вэнь Чжэньхая и доктора Хуан Цзюньхэна из Института исследований структуры вещества Китайской академии наук. Учёные рассчитывают, что технология поможет повысить эффективность и долговечность цинк-воздушных аккумуляторов, которые рассматриваются как потенциальная альтернатива литий-ионным батареям. Цинк-воздушные аккумуляторы вырабатывают электричество за счёт электрохимических реакций между металлическим цинком и кислородом из окружающего воздуха. Такие системы привлекают исследователей доступностью сырья и высокой теоретической энергоёмкостью. Однако их широкому применению в перезаряжаемых устройствах мешают сложные химические процессы: они увеличивают потери энергии и ускоряют износ материалов при многократных циклах зарядки и разрядки. Чтобы решить эту проблему, китайские учёные использовали двухэлектронный механизм преобразования кислорода в пероксид водорода и обратно. Этот путь реакции отличается более быстрой кинетикой и лучшей обратимостью. Для создания катализатора исследователи применили контролируемый нагрев, регулируя содержание фтора и восстанавливая электропроводность углеродной структуры графена. После 1500 циклов зарядки и разрядки аккумулятор сохранял 97,6% эффективности, а стабильная работа в обычном воздухе продолжалась более 820 часов. По мнению исследователей, разработка открывает путь к созданию углеродных катализаторов без использования металлов и может помочь в создании более эффективных систем хранения энергии. На данный момент результаты получены в лабораторных условиях — для оценки перспектив коммерческого применения технологии потребуются дальнейшие испытания.