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.
Исследователи ищут замену современным литиево-ионным батареям (на фото)
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.