Прототип аккумулятора с органическими электродами и электролитом на водной основе выдержал 120 тысяч циклов зарядки-разрядки без сильной деградации — при такой долговечности, он прослужит до 24 века.
Вам наверняка знакомы основные проблемы современных литий-ионных аккумуляторов — они довольно быстро деградируют, теряя емкость, при этом стоят довольно дорого. Вдобавок, они пожароопасны и неэкологичны.
Электролит для литиевых батарей делается на основе органического растворителя.
Между тем, человечеству давно известны электролиты на водной основе. Старые добрые свинцово-кислотные батареи — яркий пример этого. Такие аккумуляторы не загораются при повреждениях корпуса и стоят в разы дешевле.
Но у водных электролитов масса недостатков. Батареи на их основе накапливают меньше заряда, а внутри у них все время происходит разделение воды на водород и кислород. Это создает агрессивную химическую среду, которая быстро «съедает» металлические части и может вызвать взрыв водорода.
«Водный» аккумулятор нового поколения
Группа китайских ученых доказала, что проблемы таких источников питания можно разрешить, при этом получив резкое улучшение свойств. Созданный ими прототип описан в статье, вышедшей в феврале 2026 года в научном издании Nature Communications.
В качестве катода в прототипе использован ковалентный органический полимер (КОП) гексакетон-тетрааминодибензо-п-диоксин. КОПы представляют собой пористые двух- и трехмерные молекулы, не содержащие металлов, идеально подходящие для притяжения положительных ионов. Многие белки, входящие в состав живой клетки, относятся к этому классу, включая РНК. Авторы упомянули, что полимер, использованный в исследовании, близок к тому, что встречается в клеточных ядрах бактерий.
Такие молекулы обычно быстро разрушаются в агрессивном электролите. Проблему решили с помощью молекулы тетрааминодибензо-п-диоксина, которая удерживает гексакетон в его плоской, сотообразной структуре.
Вместо ионов лития в новом аккумуляторе заряд переносят ионы магния и кальция. Электролит представляет собой умеренно-щелочную среду с фактором pH 7.0: исследователи уверяют, что он настолько безопасен, что может использоваться как рассол для тофу.
От первого прототипа до создания практичных систем хранения энергии остается большой путь. Тем не менее, исследование доказывает на практике, что создание безопасных и долговечных аккумуляторов возможно.