"Вечные химикаты" больше не нужны: ученые совершили прорыв в области аккумуляторов

О прорыве сообщается в пресс-релизе на официальном сайте университета.

Как отмечают ученые, в мире растет спрос на батареи для электромобилей и энергохранилищ, однако для создания большинства аккумуляторов нужны ПФАС, также известных как "вечные химикаты".

ПФАС — это семейство из тысяч химикатов, которые можно найти в батареях, а также во всем, от оберток от фастфуда и шампуня до пены для пожаротушения и штанов для йоги. Они не дают яичнице прилипать к кастрюлям, а дождю — впитываться в куртки и краску, но их водостойкость также затрудняет удаление, когда они попадают в водопровод. Отсюда проистекло прозвище "вечные химикаты".

Хотя ученые уже работают над методами извлечения, при нынешних технологиях ПФАС остаются в воде навсегда. ПФАС обнаруживают в водоемах, воздухе, рыбе и почве, а также в крови людей и животных по всей планете. Некоторые из этих химикатов связывают с задержками развития у детей, снижением фертильности, повышением риска рака и ослаблением иммунитета.

"Это то, что мы сделали как общество. Мы создаем удивительный материал или удивительное устройство, а затем понимаем, что это нехорошо для окружающей среды, и тогда мы начинаем искать, чем его заменить", — отметил доцент Чибуезе Аманчукву.

Чтобы решить эту проблему, ученые разработали два новых семейства растворителей без ПФАС, которые являются идеальными компонентами для батарей следующего поколения. Речь идет о частично фторированных не- ПФАС растворителях для литий-ионных аккумуляторов и полностью нефторированных растворителях для литий-металлических аккумуляторов, которые в настоящее время рассматриваются как более энергоемкая альтернатива литий-ионным.

"Мы поняли, что нет фундаментального требования наличия ПФАС для того, чтобы батарея работала", — отметил доктор Пэйюань Ма.

Чтобы обратить на свою разработку внимание промышленности, академических кругов и национальных лабораторий, ученым нужно было доказать, что их электролиты работают так же хорошо или лучше, чем электролиты на основе ПФАС.

Так, конструкции нефторированных литий-металлических батарей продемонстрировали большее ионное спаривание и лучшее сохранение емкости, чем конструкции на основе фторированных соединений. Некоторые из новых материалов также продемонстрировали большую окислительную стабильность.

Что касается литий-ионных конструкций, они показали более длительный срок службы и лучшую скоростную характеристику по сравнению с обычными коммерческими батареями. Кроме того, они показали стабильную цикличность при температурах от 60 до минус 40 градусов по Цельсию.