Не вибухатимуть: вчені знайшли спосіб зробити літієві батареї безпечнішими

Дослідники з Корнельського університету досягли рекордно високої провідності в твердотільних літій-іонних батареях, використавши інноваційне розташування макроцикла і молекул клітини. Про це пише Interesting Engineering.

В університеті заявили, що дослідники досягли іонної провідності до 8,3 X 10-4 Сіменс на сантиметр. Цей результат відкриває шлях до створення більш безпечних літієвих батарей у найближчому майбутньому.

"Ця провідність є рекордно високою для цих молекулярних твердотільних літій-іонних електролітів", — наголосив студент Чжуна Юйчже Ван.

Як пояснять у виданні, у звичайних установках літій-іонних акумуляторів іони, що переносять електричний струм, рухаються в рідкому електроліті. Однак рідкі електроліти можуть утворювати загострені дендрити між анодом і катодом, двома клемами акумулятора. Новий ланцюг, що утворився таким чином, може закоротити батарею і навіть призвести до вибуху. Саме це є причиною загорянь літій-іонних батарей.

Альтернативним варіантом є використання твердотільних батарей. Однак у твердому електроліті іони рухаються повільніше, оскільки стикаються з більшим опором.

Дослідницька група виступила з ідеєю створення пористого кристала, який дозволив би іонам більш плавно переміщатися всередині твердотільного електроліту. Зі свого боку Чжун Юйчже Ван розробив метод злиття двох ексцентричних молекулярних структур, макроциклів і молекулярних клітин, які мають комплементарні форми.

"Як макроцикли, так і молекулярні клітини мають внутрішні пори, в яких можуть перебувати і проходити іони. Використовуючи їх як будівельні блоки для пористих кристалів, кристал матиме великі простори для зберігання іонів і взаємопов'язані канали для транспортування іонів", — пояснив Чжун Юйчже Ван.

Науковці також зазначають, що результати дослідження не зводяться лише до створення безпечніших літій-іонних батарей. Дослідницька група зараз працює над синтезом нових молекул і досягненням нових геометрій з цими молекулами. Потенційні сфери застосування — поділ іонів для очищення води та створення змішаних іонно-електронних структур для біоелектронних схем і датчиків.

"Молекулярна клітина і макроцикл відомі вже давно, але те, як можна по-справжньому використовувати унікальну геометрію цих двох молекул для управління самозбіркою нових, складніших структур, — це своєрідна недосліджена галузь", — підкреслив Чжун Юйчже Ван.

Нагадаємо, згідно з даними Асоціації сонячної промисловості Німеччини (BSW-Solar), протягом двох років великомасштабне зберігання енергії в акумуляторних батареях може збільшитися на 500%.

Також повідомлялося, що австралійська компанія Altech Batteries показала перший прототип батареї Cerenergy ABS60 місткістю 60 кВт*год (ABS60) для ринку відновлюваної енергії та мережевих накопичувачів.