Các nhà khoa học đã phát triển thành công một loại siêu tụ điện lai kẽm-ion mới, có ý nghĩa tham khảo quan trọng cho việc nghiên cứu các thiết bị lưu trữ năng lượng mới dựa trên các chất mang đa hóa trị.

Để giảm bớt tình trạng thiếu tài nguyên và ô nhiễm môi trường do sử dụng rộng rãi năng lượng hóa thạch, nhiều quốc gia đang đẩy nhanh việc sử dụng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, bảo tồn nước và năng lượng thủy triều. Tuy nhiên, năng lượng tái tạo có các đặc điểm không liên tục rõ ràng và cần phải phát triển công nghệ lưu trữ năng lượng hiệu quả cao, chi phí thấp để hợp tác với nó.

Pin lithium-ion được sử dụng rộng rãi là một công nghệ lưu trữ năng lượng điện hóa tuyệt vời, nhưng trữ lượng tài nguyên lithium rất hạn chế và phân phối cực kỳ không đồng đều, dẫn đến chi phí pin lithium-ion cao và khó tái chế, hạn chế khả năng tái chế lớn của nó. ứng dụng quy mô. Nhiều ứng dụng trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng. Sự phát triển của các thiết bị lưu trữ năng lượng điện hóa mới dựa trên chi phí thấp và khả năng tái chế dễ dàng có giá trị nghiên cứu quan trọng và triển vọng ứng dụng.

Các nhà khoa học đã phát triển một loại siêu tụ điện lai hiệu suất cao và chi phí thấp mới dựa trên các ion kẽm hóa trị 2 làm chất mang tích cực. Thiết bị này tích hợp một thiết kế lá kẽm rẻ tiền và sử dụng nó làm vật liệu hoạt động điện cực âm và bộ thu dòng điện. Than hoạt tính sinh khối thân thiện với môi trường được sử dụng làm điện cực dương và dung môi hữu cơ hòa tan với muối kẽm được sử dụng làm chất điện phân. Thông qua việc khử các ion kẽm ở điện cực âm/phản ứng oxy hóa và phản ứng hấp phụ/giải hấp của các anion ở điện cực dương để nhận ra điện tích thuận nghịch và phóng điện của tụ điện. Kẽm có trữ lượng dồi dào và ion là +2, điều này cho phép siêu tụ điện lai dựa trên các ion kẽm thu được mật độ năng lượng cao trong khi vẫn duy trì lợi thế về chi phí thấp và khả năng thu hồi dễ dàng. Sau khi tối ưu hóa hệ thống, siêu tụ điện lai kẽm-ion này đã đạt được hiệu suất điện hóa xuất sắc: mật độ năng lượng cao hơn 52Wh/kg ở mật độ công suất 1725W/kg; và tỷ lệ duy trì dung lượng cao hơn 91% sau 22.000 chu kỳ. Lưu trữ năng lượng quy mô lớn trong lĩnh vực năng lượng sạch tái tạo có triển vọng ứng dụng tốt.