Для электроники созданы аккумуляторы с 5-кратным временем работы

Американские и корейские исследователи нашли способ продления срока жизни литиево-воздушных батарей, плотность заряда в которых в пять раз выше по сравнению с современными решениями. Кроме того, их открытие позволяет создавать системы батарей замкнутыми, что делает их более безопасными.

Батарея нового типа

Исследователи из Аргонской национальной лаборатории при Министерстве энергетики США при участии корейских коллег совершили открытие, которое, по их словам, позволит создать «аккумуляторные батареи нового типа» с плотностью заряда в пять раз превышающим плотность заряда в современных литиево-ионных аккумуляторах.

Открытие, которое совершили исследователи, лежит в области литиево-воздушных батарей. Принцип работы таких элементов питания основан на том, что литиевый анод взаимодействует с кислородом в воздухе. Металл окисляется с образованием ионов и электронов. Электроны идут по внешней цепи, формируя электрический ток, а ионы лития мигрируют через электролит к катоду из пористого углеродного материала. Литиево-воздушные аккумуляторы обладают высокой плотностью заряда, но быстро расходуют свой ресурс.

Проблема заключается в том, что в ходе химических реакций электроды засоряются выделяющимся пероксидом лития, что может даже привести к короткому замыканию, не говоря о быстром падении эффективности системы. В ходе эксперимента исследователи добились выделения вместо пероксида лития кристаллического супероксида лития. В отличие от пероксида лития он может легко расщепляться на литий и кислород, что позволяет увеличить срок жизни такого аккумуялтора.

Закрытая система

Важнейшим же свойством кристаллического супероксида лития является то, что он, по крайней мере в теории, позволяет создать так называемую закрытую систему. В открытой системе для хода реакций необходимо проникновение кислорода из внешней среды. В закрытой этого не требуется, поэтому закрытые системы более безопасны в эксплуатации.

Исследователи намерены продолжить эксперименты и в данный момент сконцентрировались на продлении срока эксплуатации батарей нового типа. Их научно-исследовательская работа опубликована в журнале Nature.

Источник: