Рух аніонів фторидів дозволить збільшити ємність нових акумуляторних батарей.
Дослідники з Технологічного інституту Карлсруе (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) розробили новий принцип, який може стати базою для створення акумуляторних батарей наступного покоління. В основі нового принципу лежить рух аніонів, негативно заряджених іонів, фторидів між двома електродами. Попередні розрахунки вказують на те, що ємність нових акумуляторних батарей може перевищувати ємність літій-іонних батарей таких же розмірів в декілька разів. Нові батареї будуть більш безпечними і менш дорогими за рахунок того, що в них не використовується літій, досить дорогий матеріал. Іонно-фторидні акумуляторні батареї вперше були описані в статті, опублікованій в журналі Journal of Materials Chemistry, авторами якої є доктор Максиміліан Фичтнер (Dr. Maximilian Fichtner) і доктор Маннэнджи Анджи Редді (Dr. Munnangi Anji Reddy).
В даний час досить широке поширення отримали літій-іонні акумуляторні батареї. Поряд з їх багатьма достоїнствами, вони, все ж, мають досить обмежену ємність. Але широке поширення і ускладнення різних мобільних пристроїв, електромобілів та іншої техніки, яка потребує достатній кількості електроенергії, що обумовлює потребу в нових джерелах енергії, меншої ваги і високої ємності. Саме тому вчені з KIT ведуть дослідження в напрямку альтернативних джерел електроенергії і акумуляторних батарей.
Фториди металів можуть використовуватися як заміна літієвим матеріалів, які виступають в якості електроліту літієво-іонних акумуляторних батарей. Нові акумуляторні батареї складаються з двох металевих електродів і фторосодержащего електроліту. На поверхні одного з електродів формується фторид металу, аніон якого рухається до другого електрода, переносячи електричний заряд. На другому електроді відбувається зворотний процес, молекула фториду металу розпадається на фтор і на чистий метал, а зайві електрони передаються електроду. "Оскільки атом металу може мати і переносити не один, а декілька електронів, це дозволить отримати досить високий показник щільності зберігання енергії - в десятки разів вище, ніж аналогічні показники у літій-іонних акумуляторних батарей", - пояснює доктор Максиміліан Фичтнер.
Дослідження в даному напрямку тривають. Вченим ще належить вирішити як мінімум дві основних проблеми, перш ніж можна буде говорити про впровадження розробленої технології. Одним напрямком досліджень є поліпшення конструкції акумуляторної батареї з метою збільшення її ємності і поліпшення експлуатаційних характеристик, в тому числі і циклічної стабільності. Друга проблема є більш серйозною. Зараз в іонно-фторидной акумуляторної батареї використовується твердий електроліт, який починає працювати тільки в умовах високої температури, подальші дослідження спрямовані на пошук складу рідкого електроліту, який буде підходити для його застосування при звичайній температурі навколишнього середовища.