Новый катализатор сделает воздушно‑цинковые батареи доступнее
15.06.2026
Исследователи из Университета Тохоку создали инновационный катализатор на основе железа — он заметно повышает эффективность воздушно‐цинковых батарей. Эти источники питания считаются более дешёвой альтернативой привычным литий‐ионным аккумуляторам.
Главная проблема воздушно‐цинковых батарей — медленная реакция восстановления кислорода (РВК). В таких батареях кислород поступает из воздуха, а не хранится внутри, и именно замедленный процесс РВК снижает их производительность.
Учёные нашли способ ускорить реакцию: они разработали особый гетероинтерфейс — соединение оксида железа (Fe2O3) и оксида самария (Sm2O3). Эта комбинация меняет поведение электронов на поверхности катализатора, благодаря чему процесс восстановления кислорода идёт быстрее и стабильнее.
Ключевое преимущество разработки — отсутствие дорогостоящих благородных металлов, которые обычно используют в высокоэффективных катализаторах. Оксид железа выбран не случайно: он недорог, широко распространён и устойчив в условиях работы воздушно‐цинковых батарей. Новый интерфейс устраняет типичную проблему железных катализаторов — сильное взаимодействие с гидроксидом железа, замедляющее реакцию.
Испытания показали, что катализатор работает эффективно как в жидкостных, так и в гибких твердотельных батареях. Учёные продемонстрировали его практичность на практике: с помощью новой батареи удалось зарядить светодиодную лампу и смартфон.
Хао Ли, заслуженный профессор Института перспективных исследований в области материаловедения (WPI‐AIMR), отмечает: катализатор обеспечивает высокую активность реакции восстановления кислорода, улучшенную кинетику, долговечность и эффективность в разных типах батарей.
Воздушно‐цинковые аккумуляторы привлекают внимание благодаря использованию распространённых материалов и высокой удельной энергоёмкости. Повышение эффективности катализаторов может сделать эту технологию востребованной в самых разных сферах — от портативной электроники и носимых устройств до крупных систем хранения энергии.
По словам исследователей, их работа открывает путь к созданию экономичных систем хранения энергии: теперь можно заменить дорогие катализаторы на основе драгоценных металлов более доступными материалами без потери качества. В будущем команда планирует развить использованную стратегию, чтобы улучшить и другие технологии преобразования и хранения энергии.
Главная проблема воздушно‐цинковых батарей — медленная реакция восстановления кислорода (РВК). В таких батареях кислород поступает из воздуха, а не хранится внутри, и именно замедленный процесс РВК снижает их производительность.
Учёные нашли способ ускорить реакцию: они разработали особый гетероинтерфейс — соединение оксида железа (Fe2O3) и оксида самария (Sm2O3). Эта комбинация меняет поведение электронов на поверхности катализатора, благодаря чему процесс восстановления кислорода идёт быстрее и стабильнее.
Ключевое преимущество разработки — отсутствие дорогостоящих благородных металлов, которые обычно используют в высокоэффективных катализаторах. Оксид железа выбран не случайно: он недорог, широко распространён и устойчив в условиях работы воздушно‐цинковых батарей. Новый интерфейс устраняет типичную проблему железных катализаторов — сильное взаимодействие с гидроксидом железа, замедляющее реакцию.
Испытания показали, что катализатор работает эффективно как в жидкостных, так и в гибких твердотельных батареях. Учёные продемонстрировали его практичность на практике: с помощью новой батареи удалось зарядить светодиодную лампу и смартфон.
Хао Ли, заслуженный профессор Института перспективных исследований в области материаловедения (WPI‐AIMR), отмечает: катализатор обеспечивает высокую активность реакции восстановления кислорода, улучшенную кинетику, долговечность и эффективность в разных типах батарей.
Воздушно‐цинковые аккумуляторы привлекают внимание благодаря использованию распространённых материалов и высокой удельной энергоёмкости. Повышение эффективности катализаторов может сделать эту технологию востребованной в самых разных сферах — от портативной электроники и носимых устройств до крупных систем хранения энергии.
По словам исследователей, их работа открывает путь к созданию экономичных систем хранения энергии: теперь можно заменить дорогие катализаторы на основе драгоценных металлов более доступными материалами без потери качества. В будущем команда планирует развить использованную стратегию, чтобы улучшить и другие технологии преобразования и хранения энергии.