Новият органичен акумулатор издържа на 40 000 цикъла на зареждане
Учени от Китай и Сингапур създадоха батерия HAT-TP с прибавяне на цинк, способна да преодолее главните ограничавания на органичните батерии — ниска мощ и неустойчивост. Новият полимерен материал обезпечава начално напрежение 1,32 V и резервира 93% от потенциала си след 40 000 цикъла на зареждане и разреждане. Разработката отваря пътя към безвредни, рециклируеми и ефикасни източници на сила за гъвкава електроника и огромни системи за предпазване на данни.
Органичните акумулатори биха могли да бъдат идеалното решение за предпазване на сила с помощта на лекотата, рециклируемостта и неналичието на токсични метали. Те обаче не разполагат с задоволителна мощ и непоклатимост. Изследователите сътвориха нов полимерен материал, който преодолява тези ограничавания, осигурявайки рекордно напрежение и продължителност.
Акумулаторът HAT-TP е основан на хексаазатрифенилен и триптиценови фрагменти, обединени в триизмерна полимерна конструкция. Тази конструкция усилва броя на електроактивните центрове и усъвършенства проводимостта. Тя също по този начин понижава разтворимостта на катода в електролита, което се отразява добре на периода на употреба на батерията. В резултат на това акумулаторът показва постоянна работа и изключителни електрохимични свойства.
Механизмът на работа на батерията се основава на обратимото взаимно проникване на цинкови йони (Zn²⁺) и протони (H⁺), което разрешава на акумулаторната батерия да придвижва пет електрона и да показва висока окислително-редукционна интензивност. Теоретичните калкулации демонстрират, че в HAT-TP цинковите йони и протоните се свързват изключително крепко с полимерната конструкция. Това изяснява за какво батерията е способна да дава високо напрежение при заряд.
Тестовете демонстрираха, че батерията обезпечава начално напрежение 1,32 V и приблизително напрежение 1,17 V, както и резервира над 93% от потенциала си след 40 000 цикъла при натоварване 5 A·h⁻¹ с съвсем 100% кулонова успеваемост. Това е един от най-високите индикатори за продължителност за цинк-органични батерии на водна основа. Плътността на силата е 192,8 Вт·ч·кг⁻¹.
Батериите HAT-TP могат да се употребяват в огромните енергийни складове, както и в гъвкавата и портативна електроника, където са значими лекотата, сигурността и екологичността. Изследователите считат, че правилата на планиране на триизмерните полимери могат да се пренесат и върху други акумулаторни системи, в това число литиево-серните и натриевите акумулатори.
