Новый аккумулятор сможет работать до полувека

Учеными Национальной лаборатории Оук-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) при Министерстве энергетики США опубликована статья в Journal of the American Chemical Society. В ней рассказывается о том, что их силами разработана необычная батарея. 

 

Создав ее, исследователи тем самым смогли добиться повышения на 26% емкости аккумуляторной батареи. Она состоит из трех основных элементов: катод, анод и электролит. 

 

Как считает группа ученых, которую возглавляет Ченду Лян (Chengdu Liang), такое изобретение предоставит возможность различным датчикам работать в автономном режиме существенно дольше. Отличительная особенность их в том, что у датчиков низкое энергопотребление. То есть энергии в итоге хватит на десятки лет.

 

Сам Ченду Лян в первую очередь говорит об изменении подхода к кардиостимуляторам. Ведь сейчас необходимо каждые 10 лет делать операцию замены в нем батарейки. Совсем иная ситуация, если она сможет работать 30-50 лет. Однако область применения новых аккумуляторов намного шире. Они также могут получить распространение в датчиках «умных» электрических сетей, устройствах носимой электроники и т. д.

 

 

Суть изобретения в том, что у электролита – двойное назначение. Долгие годы принято было считать, что электролиту в аккумуляторной батарее отводится только одна роль. Его рассматривали в качестве переносчика ионов от одного электрода к другому. 

 

Ученые из ORNL пришли к выводу о том, что электролит может иметь и другую функцию. В том смысле, что он может функционировать вкупе с катодом и тем самым обеспечивать улучшенные свойства аккумуляторной системы.

 

По словам Ченду Ляна, электролит, у которого двойное назначение, может перевернуть устоявшуюся концепцию традиционных аккумуляторных батарей. Ведь она предоставляет большие перспективы конструировать элементы питания с энергетической плотностью, которая беспрецедентна на сегодня.

 

В качестве среды, которая необходима для того, чтобы переносить ионы, исследователи выбрали электролит твердого типа из тиофосфата лития. Как объяснил Ченду Лян, по мере того, как разряжается созданная учеными батарея, вырабатывается соль фторида лития. Именно она приводит к тому, что электрохимическая активность электролита становится выше. Электролит, который соединен с катодом, превращается в активный емкостный элемент из неактивного.

 

Разработчики пока не конкретизируют, когда именно можно ждать новинку на коммерческом рынке. Но отметим, что разработка ученых из ORNL — это только один из множества примеров того, как можно увеличить емкость аккумуляторных батарей в условиях лаборатории. 

 

Например, в феврале нынешнего года исследователями из Стэнфордского университета была создана батарея с ячеистой структурой, которая напоминает зерна граната. Она позволяет не только значительно продлить срок эксплуатации, но и увеличить емкость перезаряжаемого элемента питания.