Pin kẽm nước đạt 1.000 chu kỳ với hydrogel chiết xuất từ thực vật

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc đã phát triển một loại thủy gel cellulose có nguồn gốc từ thực vật bền vững, hiệu quả trong việc giải quyết vấn đề hình thành gai dendrite trong pin ion kẽm nước. Dendrite kẽm—những gai kim loại sắc nhọn hình thành trong quá trình sạc—thường gây ra chập mạch bên trong và làm pin nhanh hỏng. Loại thủy gel mới này, được tạo ra bằng cách hòa tan cellulose vi tinh thể và gia cố bằng các sợi nano oxy hóa TEMPO có nguồn gốc từ tre, hoạt động như một lớp ngăn cách chắc chắn giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ pin. Các sợi nano này vừa đóng vai trò gia cố cấu trúc vừa là đường dẫn hóa học giúp tăng gần gấp đôi khả năng di chuyển của ion kẽm, dẫn đến pin có thể hoạt động liên tục trong 1.100 giờ sạc-xả—vượt xa tuổi thọ 120 giờ của các lớp ngăn cách sợi thủy tinh thương mại. Màng thủy gel mỏng, trong suốt và có độ bền cơ học cao, duy trì bề mặt kẽm mịn màng và ngăn ngừa sự phát triển của dendrite, giữ lại khoảng 80% dung lượng pin sau 1.000 chu kỳ sạc. Được làm từ các vật liệu rẻ tiền, phong phú như bột cellulose, tre và borax,