# Jilin University: катод с ‒OH на нанотрубках сохранил 89,34% ёмкости после 10000 циклов в Zn-I2

- Опубликовано: 2026-11-05 15:11 UTC
- Раздел: Тяга и энергия › Батареи
- Теги: водная цинк-иодная батарея, катод Zn-I2, катод из углеродных нанотрубок, гидроксильная модификация, челночный эффект I3−, самонесущий катод, кинетика превращения иода, Science China Chemistry, Changchun Institute of Applied Chemistry
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-71943b9aae1e2becc9030a4c_jilin_university_katod/

**Jilin University и Changchun Institute of Applied Chemistry подобрали группы на нанотрубках, подавив челночный эффект I3− в лабораторных водных цинк-иодных ячейках.**

![Jilin University cathode with ‒OH nanotubes keeps 89.34% capacity after 10000 cycles in Zn-I2 cell](https://sgzwpqqelzmajkcubgkl.supabase.co/storage/v1/object/public/rt-media/2026/11/c8f8ce0179fb1c45.jpg)
*U.S. Department of Energy from United States, Wikimedia Commons, Public domain*

Исследователи из Jilin University и Changchun Institute of Applied Chemistry разработали самонесущие катоды из углеродных нанотрубок (SSCC) с контролируемыми поверхностными функциональными группами для водных Zn-I2 батарей, сообщает EurekAlert. Вариант с гидроксильными группами, SSCC-OH/I2, показал начальную обратимую ёмкость 175,5 мА·ч/г при 1 А/г и сохранил 89,34% после более чем 10000 циклов, что соответствует более 3500 часов, сообщили авторы [1]. Работа опубликована в Science China Chemistry.

## Почему иодный катод пришлось переработать

Водные цинк-ионные батареи используют цинковый металлический анод с высокой теоретической удельной ёмкостью и водный электролит, безопасный по своей природе. Среди них Zn-I2 ячейки отличаются длительной циклической стабильностью, хорошей скоростной характеристикой и высокой теоретической ёмкостью. Однако у иодных катодов низкая электропроводность, они меняют объём при циклировании и страдают от челночного эффекта I3− [1].

Опираясь на расчёты методом теории функционала плотности, команда сравнила исходные нанотрубки и нанотрубки с гидроксильными (‒OH), карбоксильными (‒COOH) и аминными (‒NH2) группами. Вариант с ‒OH показал самую сильную адсорбцию форм иода I2. Энергия адсорбции I3− на нём составила −7,42 эВ, энергия взаимодействия −5,69 эВ, что сильнее, чем на исходных, ‒COOH- и ‒NH2-модифицированных нанотрубках [1].

## Результаты циклирования и пакетной ячейки

Катод SSCC‒OH имел удельную площадь поверхности около 1005 м2/г, что помогало удерживать формы I2 внутри каналов нанотрубок. Спектроскопия и микроскопия подтвердили наличие функциональных групп и равномерную загрузку I2 [1].

При плотности тока 10 А/г катод дал начальную ёмкость 120 мА·ч/г при ресурсе 93400 циклов. Спектры комбинационного рассеяния in situ и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия ex situ показали обратимое превращение форм иода при заряде и разряде. I3− полностью исчезал в конце заряда и разряда, что авторы считают свидетельством эффективного подавления челночного эффекта [1].

Лабораторная пакетная ячейка с высокой загрузкой I2, равной 150 мг, показала рабочее напряжение 1,1 В при 3,612 мА/см2, фактическую ёмкость 23,8 мА·ч и сохранение 91,7% ёмкости после 350 циклов. Исследователи заключают, что химия функциональных групп, особенно модификация ‒OH, улучшает кинетику превращения иода и стабилизирует водные цинк-иодные батареи [1].

## Источники

1. [EurekAlert](https://www.eurekalert.org/news-releases/1150248)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-71943b9aae1e2becc9030a4c_jilin_university_katod/