Перспективные цинк-иодные аккумуляторы

Водные цинк-иодные аккумуляторы (Aqueous zinc-iodine batteries, AZIB) обладают целым рядом преимуществ по сравнению с популярными на сегодня системами хранения энергии из-за высокой пожаробезопасности, относительной простоты производства, низкой стоимости и высокой энергоёмкости. В то же время их внедрение в практику осложнено нежелательными побочными процессами: перенос полииодида приводит к истощению активного материала и снижению кулоновской эффективности, низкие скорости окислительно-восстановительных процессов ограничивают общую скорость реакции, а неконтролируемый рост цинковых дендритов приводит к нестабильности анода и паразитным реакциям.

Коллектив китайских учёных из Хунаньского технологического университета, Южного университета науки и технологий в Шэньчжэне и Южно-Китайского университета в Хэнъяне проанализировали эти проблемы и методы их решения. Они систематизировали имеющиеся данные по четырём основным направлениям исследований в этой области: создание передовых катодных технологий, разработка и реализация методов получения эффективных анодов, модификация мембран, а также исследования в области новых электролитов, как на основе водных растворов с функциональными добавками, так и твёрдых/квазитвёрдых систем с повышенной стабильностью и механической прочностью. Учёные пришли к выводу, что за последние несколько лет произошел серьёзный прогресс в рациональном проектировании AZIB с повышенной производительностью и долговечностью. Высока вероятность того, что в ближайшее время в этой области будет преодолён разрыв между лабораторией и рынком. Это приведёт к появлению нового поколения доступных устройств для безопасного, недорогого и устойчивого хранения энергии в промышленных масштабах, что, в свою очередь, будет способствовать резкому повышению мирового спроса на иод и иод-содержащие материалы.

Это направление представляет особый интерес для России, которая входит в первую пятёрку стран по разведанным запасам иода. Вместе с тем, промышленное производство этого вещества и продуктов его переработки еще только предстоит развивать, поскольку масштаб имеющихся мощностей (до 10 тонн в год) не покрывает и малой доли текущих потребностей России в иоде.

Результаты исследования опубликованы в обзорной статье в журнале «Electrochemical Energy Reviews».

https://doi.org/10.1007/s41918-025-00274-9