Предложена новая концепция создания более экологически дружественных батарей
Европейские специалисты представили новую концепцию алюминиевых аккумуляторов, чья плотность энергии в 2 раза превышает показатели предыдущих версий. Батарея состоит из распространенных материалов, может уменьшить производственные расходы и экологическое воздействие.
Исследование было проведено специалистами Чалмерского технологического университета (ЧТУ, Швеция) и Государственного химического института (ГХИ, Словения), сообщает eurekalert.org. Концепция описана в журнале Energy Storage Materials.
Алюминиевые аккумуляторы имею несколько преимуществ, включая высокую теоретическую плотность энергии, наличие индустрий для их изготовления и переработки. В сравнении с литий-ионными устройствами, новая концепция предлагает существенное сокращение производственных затрат.
«Стоимость материалов и экологическое воздействие нашего подхода намного ниже, чем в существующих аналогах. Это делает концепцию пригодной для крупномасштабного использования, вроде систем хранения энергии для солнечных и ветряных электростанций, — сказал профессор ЧТУ Патрик Йоханссон. – Дополнительно, энергетическая плотность устройства в 2 раза выше, чем лучших современных алюминиевых аккумуляторов».
Металл служит в батарее анодом. Катод изготавливают из графита. Но его энергетический эквивалент слишком низкий для создания пригодных для практического применения устройств. Йоханссон со словенской группой, возглавляемой Робертом Доминко, предложил заменить графит органическим, наноструктурным катодом из антрахинона. Новый электрод разработал Ян Битенк из ГХИ.
Органическая молекула может хранить положительно заряженные носители из электролита, повышая энергетическую плотность.
«Это позволяет эффективнее использовать потенциал алюминия. Мы продложаем совершенствовать электролит. Существующая версия содержит хлор. Мы хотим от него избавиться», — объяснил чалмерский исследователь Никлас Линдал, изучающий внутренние механизмы, управляющие за хранение энергии.
Сейчас алюминиевые батареи в продаже отсутствуют. Исследовательских прототипов также мало. Ученые пытаются выяснить, сможет ли технология заменить литий-ионные аккумуляторы.
«Мы надеемся, на положительный ответ. Но они могут дополнять друг друга. Пока энергетическая плотность алюминиевых батарей составляет 50% показателей литий-ионных систем. Наша долгосрочная цель – сравнять цифры, улучшив электролит, механизмы зарядки и другие характеристики», — подытожил Йоханссон.
