"Вічні хімікати" більше не потрібні: вчені зробили прорив у галузі акумуляторів

Про прорив повідомляють у прес-релізі на офіційному сайті університету.

Як зазначають науковці, у світі зростає попит на батареї для електромобілів та енергосховищ, однак для створення більшості акумуляторів потрібні ПФАС, також відомих як "вічні хімікати".

ПФАС — це сімейство з тисяч хімікатів, які можна знайти в батареях, а також в усьому, від обгорток від фастфуду і шампуню до піни для пожежогасіння і штанів для йоги. Вони не дають яєчні прилипати до каструль, а дощу — вбиратися в куртки і фарбу, але їхня водостійкість також ускладнює видалення, коли вони потрапляють у водопровід. Звідси походить прізвисько "вічні хімікати".

Хоча вчені вже працюють над методами вилучення, за нинішніх технологій ПФАС залишаються у воді назавжди. ПФАС виявляють у водоймах, повітрі, рибі та ґрунті, а також у крові людей і тварин по всій планеті. Деякі з цих хімікатів пов'язують із затримками розвитку у дітей, зниженням фертильності, підвищенням ризику раку і ослабленням імунітету.

"Це те, що ми зробили як суспільство. Ми створюємо дивовижний матеріал або дивовижний пристрій, а потім розуміємо, що це недобре для довкілля, і тоді ми починаємо шукати, чим його замінити", — зазначив доцент Чібуезе Аманчукву.

Щоб вирішити цю проблему, вчені розробили два нових сімейства розчинників без ПФАС, які є ідеальними компонентами для батарей наступного покоління. Йдеться про частково фторовані без ПФАС розчинники для літій-іонних акумуляторів і повністю нефторовані розчинники для літій-металевих акумуляторів, які наразі розглядаються як більш енергоємна альтернатива літій-іонним.

"Ми зрозуміли, що немає фундаментальної вимоги наявності ПФАС для того, щоб батарея працювала", — зазначив доктор Пейюань Ма.

Щоб звернути на свою розробку увагу промисловості, академічних кіл і національних лабораторій, вченим потрібно було довести, що їхні електроліти працюють так само добре або краще, ніж електроліти на основі ПФАС.

Так, конструкції нефторованих літій-металевих батарей продемонстрували більше іонне спарювання і краще збереження ємності, ніж конструкції на основі фторованих сполук. Деякі з нових матеріалів також продемонстрували більшу окислювальну стабільність.

Що стосується літій-іонних конструкцій, вони показали більш тривалий термін служби і кращу швидкісну характеристику порівняно зі звичайними комерційними батареями. Крім того, вони показали стабільну циклічність при температурах від 60 до мінус 40 градусів за Цельсієм.

Нагадаємо, японське агентство з атомної енергії розробило першу уранову акумуляторну батарею і перевірило її ефективність під час заряджання і розряджання.