Команда под руководством доцента Хи-Дэ Лима с кафедры химической инженерии создала стратегию гранецентрированного нанесения металла, которая обеспечила сохранение ёмкости на уровне 87,58% в течение более 900 циклов

Исследователи из Университета Ханян в Южной Корее разработали прорывную технологию для предотвращения опасного образования дендритов в безанодных металлических батареях, что потенциально приближает к коммерциализации более безопасные и эффективные системы хранения энергии.Команда под руководством доцента Хи-Дэ Лима с кафедры химической инженерии создала стратегию гранецентрированного нанесения металла, которая обеспечила сохранение ёмкости на уровне 87,58% в течение более 900 циклов, согласно их исследованию, опубликованному в журнале Advanced Energy Materials 10 сентября 2025 года. Результаты исследования были объявлены общественности через пресс-релизы, выпущенные 20-21 октября 2025 года.

Революционный подход к безопасности батарей

Безанодные металлические батареи исключают традиционные предварительно изготовленные аноды для максимального увеличения плотности энергии, что делает их легче, компактнее и дешевле в производстве. Однако эти батареи страдают от критического недостатка: образования дендритов, которые создают древовидные металлические структуры, способные вызвать короткие замыкания и угрозы безопасности.

«Мы предложили кристаллографическую стратегию для достижения контролируемого осаждения Mg путем использования граненого Zn-носителя с физико-химически отполированной поверхностью», — пояснил доктор Лим. Исследователи сосредоточились на магниевых батареях, где ионы магния из катода осаждаются непосредственно на токосъемник во время зарядки, формируя тонкий слой, который функционирует как анод.

Прорыв основан на использовании цинка в качестве металла-носителя благодаря его структурному сходству с магнием. Команда спроектировала цинк таким образом, чтобы экспонировать его термодинамически стабильную грань (002), которая обеспечивает ионам магния гладкий путь для равномерного распределения по поверхности. Для достижения этого они подвергли чистую цинковую фольгу термическому отжигу и реактивному ионному травлению, создав физико-химически отполированную поверхность, которая минимизирует эффекты границ зерен.

Отраслевой контекст и будущие применения

Это событие происходит на фоне растущего интереса к технологии безанодных батарей по всей отрасли. Компания по производству аккумуляторов Panasonic объявила в сентябре 2025 года о планах разработать безанодные батареи для электромобилей к 2027 году, нацелившись на увеличение ёмкости аккумуляторов на 25%. Отраслевые аналитики прогнозируют, что мировой рынок аккумуляторов достигнет $310 миллиардов к 2030 году, а безанодные инновации потенциально могут достичь плотности энергии, превышающей 500 Вт·ч/кг.

«Наша платформа на основе магниевого металла с контролем граней может привести к разработке магниево-металлических батарей нового поколения с высокой плотностью энергии, которые будут ценными для будущей инфраструктуры интеллектуальных сетей на основе возобновляемых источников энергии», — отметил доктор Лим. Эта методика демонстрирует, как кристаллографический контроль на атомном уровне может привести к прорывам в технологии хранения энергии, одновременно решая вопросы устойчивого развития.

Исследование представляет собой важный шаг к практическим безанодным металлическим батареям, с потенциальным появлением коммерческих применений в течение следующих 3-5 лет, по мере того как технология решает ключевые проблемы образования дендритов и ограничений срока службы.