Японские ученые заменили платину на железо в батареях будущего

Исследователи из Университета Тохоку нашли способ сделать цинк-воздушные аккумуляторы доступной альтернативой литий-ионным аналогам. Команде удалось заменить дорогостоящие катализаторы из редких металлов на комбинацию оксида железа и оксида самария, сохранив при этом высокую эффективность и стабильность работы элементов питания в ходе длительных циклов заряда.

Цинк-воздушные батареи используют кислород из атмосферы, что дает им преимущество в плотности хранения энергии и безопасности. До сих пор главным препятствием оставалась необходимость использования платины для ускорения реакции восстановления кислорода. Применение редких металлов делало производство экономически невыгодным, однако новая гетероструктура из оксида железа и оксида самария решила эту проблему.

Инженеры обнаружили, что чистый оксид железа слишком прочно удерживает продукты реакции, что быстро выводит катализатор из строя. Добавление оксида самария позволило ослабить избыточные связи и обеспечить свободное протекание процесса. В ходе экспериментов прототипы успешно запитали светодиодную лампу и зарядили смартфон, подтвердив работоспособность концепции. Профессор Хао Ли уверен, что технология подходит как для жидких электролитов, так и для перспективных твердотельных аккумуляторов, открывая путь к дешевым системам хранения энергии для возобновляемой энергетики.