Літій-повітряні акумулятори будуть працювати в 10 разів довше
Новий тип акумуляторної батареї може похвалитися в 10 разів більшою ємністю. Технологія виробництва ґрунтується на використанні повітря в хімічних реакціях. Виготовлення літій-повітряних акумуляторів раніше було неможливо через те, що повітря заважав процесам електролізу. Проте за останні роки вченим вдалося вирішити цю проблему, при цьому залишивши основним компонентом реакцій саме повітря. В майбутньому це дозволить забути про проблеми щоденної зарядки мобільних пристроїв а також сприятиме розвитку електромобілів. Але про все по порядку.
Літій-повітряні акумулятори, які використовують атмосферне кисень в якості джерел електронів, мають всі шанси стати наступним по-справжньому великим кроком у розвитку технології батарей, оскільки дозволяють істотно спростити пристрій акумуляторів і зробити їх багато легше.
Необхідно було знайти рішення найважчою проблеми: реакційноздатні кисень не тільки бере участь у електролітичному процесі, але і реагує з іншими компонентами батареї. У підсумку нинішні літій-повітряні акумулятори здатні винести всього кілька циклів перезарядки, а потім починається їх активна деградація.
Але, здається, вченим з (Південна Корея) і (Італія) вдалося знайти такий електроліт, який не реагує з киснем, забезпечуючи стабільні робочі показники протягом багатьох циклів перезарядки. Причому теоретична енергоємність нової батареї, за розрахунками авторів, здатна досягти приголомшливих величин.
Схема літій-повітряного акумулятора. Зліва - заряд, праворуч - розряд.
Отже, пропонований електроліт складається з добре відомих компонентів - диметилового ефіру тетраэтиленгликоля і трифлюорометансульфоната літію CF3SO3Li. Отриманий їх змішанням електроліт здатний проводити іони літію навіть при кімнатній температурі. Найкращим чином стабільність нового електроліту характеризує те, що 20-й цикл перезарядження складно відрізнити від 100-го. При цьому вченим не вдалося виявити ніяких активних кисень-що містять інтермедіатів начебто LiCO3+, які могли б свідчити про розкладанні матеріалу.
Винахідники не полінувалися підрахувати теоретичну місткість батареї, побудованої на основі нового електроліту: вона склала 13 500 Вт·ч на кг маси електрода. Нагадаємо, що сучасні літієві технології дозволяють досягти 300 Вт·год/кг. Інакше кажучи, якщо вчені не помилилися хоча б у порядку своїх оцінок, нова технологія дозволяє отримувати літій-повітряні батареї з ємністю, у десять разів перевищує показники нинішніх літій-іонних рішень.
Почитати про виконану роботу у всіх подробицях можна в , опублікованій в журналі Nature Chemistry.