/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F53%2F6b645729325b1e4fb013b8a5065ea90c.jpg)
Над'ємні батареї працюють на простому повітрі: у чому секрет цих акумуляторів
Дослідники зуміли підвищити стабільність і довговічність літій-кисневих акумуляторів. Ключем до прориву стало впровадження унікального матеріалу — графенової "мезогубки".
Літій-повітряні батареї теоретично можуть зберігати в 10 разів більше енергії, ніж літій-іонні аналоги. Вони використовують реакцію літію з киснем з атмосфери. Але їхньому масовому застосуванню заважала швидка деградація і короткий термін служби. Японські вчені запропонували цікаве рішення, пише Tech Xplore.
Що проробили вчені
Досі було важко визначити, що саме стає "слабкою ланкою" і призводить до швидкого руйнування нових АКБ. Щоб дізнатися, чи полягає причина у вуглецевому катоді або розкладанні електроліту, експерти з Університету Тохоку створили катод нового типу. Він виготовлений із графенової "мезогубки" — порожнистого матеріалу з губчастою структурою і високою площею поверхні.
На нього нанесли каталізатори з металу під назвою рутеній. Для формування катода використовували ізотоп вуглецю-13, який слугував "міткою" і дав змогу за допомогою кількісних методів аналізу точно відстежити всі хімічні процеси.
У підсумку, згідно з експериментом, зниження зарядної напруги допомагає придушити деградацію вуглецевого катода. При цьому різні кристалічні фази рутенію по-різному впливають на розкладання електроліту.
Практичне значення
"Наші результати дають нам змогу точно вказати на слабке місце батарей — чи то катод, чи то електроліт, — що дає нам розуміння, що саме потрібно поліпшити, щоб зробити літій-кисневі батареї більш практичним варіантом", — пояснює доктор Вей Ю.
Це дослідження пропонує інструмент для аналізу та поліпшення "повітряних" акумуляторів. Завдяки йому з'являться нові принципи проєктування по-справжньому довговічних і ємних літій-кисневих елементів живлення.
У перспективі це означає крок уперед до наступного покоління систем зберігання енергії, які необхідні для електромобілів, відновлюваної енергетики та досягнення вуглецевої нейтральності по всьому світу.
Раніше Фокус писав, що електрокари Chery отримають твердотільну батарею, яка забезпечує запас ходу до 1500 км. Chery завершує розробку інноваційної твердотільної батареї. Вона має рекордну щільність енергії в 600 Вт∙год/кг, що дає змогу збільшити запас ходу електрокарів більш ніж удвічі.