Определены новые материалы для экологичных и недорогих батарей
Специалисты Федеральной высшей технологической школы Цюриха (ETH Zurich) и Швейцарской Федеральной лаборатории материаловедения определили двух новых кандидатов для производства алюминиевых батарей.
Такие аккумуляторы создают сравнительно дешевое решение для временного хранения энергии от возобновляемых источников, сообщает eurekalert.org. Новыми структурами для таких устройств, стал устойчивый к коррозии материал для проводящих частей и инновационный состав для положительного полюса батареи. Их можно адаптировать под широкий спектр технических потребностей.
Агрессивный жидкий электролит алюминиевых батарей разъедает нержавеющую сталь, золото и платину. Профессор Максим Коваленко, руководитель проекта, вместе с коллегами нашел альтернативное сырье для проводящих частей аккумулятора – нитрид титана.
«Вещество состоит из доступных компонентов и относительно легко изготавливается», — сказал специалист.
Ученые успешно изготовили алюминиевые батареи с нитридом титана. Материал легко производить в виде тонких пленок, способных выступить покрытием других структур, вроде полимерной фольги. Профессор Коваленко уверен, что нитрид титана подойдет и для повышения коррозионной стойкости электродов из обычных металлов; или печати проводящих каналов на пластике.
Вторым открытием стал альтернативный материал для положительного электрода. Катоды рассматриваемых батарей состоят из алюминия, а для анодов традиционно используется графит. Исследователи нашли новый материал, превосходящий его по количеству хранимой энергии. Речь идет о полипирене, углеводороде с цепочечной молекулярной структурой. В экспериментах образцы материала с беспорядочным расположением компонентов повели себя идеально.
«Между молекулярными цепочками оставалось много места. Это позволяло сравнительно большим ионам электролита легко попадать в электрод», — объяснил профессор Коваленко.
Одним из преимуществ использования полипирена стала возможность влияния на свойства анода, вроде пористости. Так материал можно точно адаптировать под конкретную задачу. Учитывая гибкость обеих структур, авторы уверены, что они подойдут для батарей, встроенных в эластичные пленки.
Выводы проекта представлены в Advanced Materials.
