Тисяча циклів без зниження продуктивності. Дослідники з Гонконгу створили надзвичайно ефективну кальцій-іонну батарею.

У журналі Advanced Science представлена нова технологія, яка пропонує ефективну та екологічно чисту альтернативу традиційним літій-іонним акумуляторам. Виробництво останніх стикається з труднощами через нестачу сировини.

Ключовою інновацією стало впровадження квазітвердотільних електролітів (QSSE) на базі окислювально-відновних ковалентних органічних каркасів (COF). Раніше використання кальцію в акумуляторах стикалося з обмеженнями через складнощі в переміщенні іонів та швидку деградацію системи. Проте команда науковців під керівництвом професора Юнсоба Кіма змогла створити унікальну структуру пор, яка має високу концентрацію карбонільних груп. Це дозволяє досягати високої іонної провідності навіть при кімнатній температурі.

Дослідження продемонстрували, що іони кальцію Ca²⁺ можуть з неймовірною швидкістю переміщатися через упорядковані канали в електроліті. Цей факт став основою для розробки ефективного енергетичного елемента з оборотною питомою ємністю 155,9 мА·год/г.

Найбільш вражаючим досягненням є тривалість роботи пристрою: після 1000 циклів заряджання та розряджання при високих значеннях струму акумулятор зберіг більше 74,6% своєї початкової ємності.

Професор Кім підкреслив, що впровадження кальцію, одного з найпоширеніших елементів на Землі, має можливість суттєво трансформувати ринок енергозберігаючих систем. Нові батареї можуть знайти своє застосування в електромобілях та енергетичній інфраструктурі, пропонуючи характеристики, які за стабільністю та безпечністю вже можуть змагатися з традиційними літієвими рішеннями.