Изобретение переносных литий-ионных аккумуляторов (или попросту сказать батареек) произвело в свое время настоящую революцию. Но позже выяснилось, что элементы, из которых состоят эти самые батарейки, не так-то просто утилизировать. Да и в целом они довольно опасны для окружающей среды. Однако последние исследования европейских ученых могут принести еще одну революцию, ведь им удалось разработать безвредные для окружающей среды аккумуляторы с в два раза большей плотностью энергии, чем у обычных батареек.
Традиционным аккумуляторным элементам уже давно пора подыскать замену
По сообщениям издания Еurekalert, за исследованием стоят специалисты Технологического университета Чалмерса, Швеция, и Национального института химии, Словения, а за основу взята концепция применения алюминия в качестве основного элемента. Использование технологии алюминиевых батарей может дать ряд преимуществ, в том числе высокую плотность энергии, а также тот факт, что уже существует налаженная промышленность по производству и переработке этого металла. По сравнению с сегодняшними литий-ионными батареями, новый подход исследователей может привести к заметно более низким производственным затратам.
Материальные затраты и воздействие на окружающую среду, которые мы ожидаем от нашей новой разработки, намного ниже, чем то, что мы видим сегодня, что делает их применение возможным для, например, хранения запасов энергии от солнечных элементов. — говорит один из авторов работы, профессор кафедры физики Технологического университета Чалмерса Патрик Йоханссон.
Как устроены батарейки нового типа
Стоит заметить, что попытки использовать в качестве основного элемента питания алюминий предпринимались и ранее, но тогда в конструкции алюминиевых батарей использовали алюминий в качестве анода (отрицательный электрод), а графит в качестве катода (положительный электрод). Однако графит довольно плохо подходит для этих целей в частности из-за того, что не самым лучшим образом влияет на емкость аккумулятора.
Схема устройства батареек нового типа
Но в новой разработке графит был заменен органическим катодом, изготовленным из углеродной молекулы антрахинона. Антрахинон — это практически нерастворимое в воде и органических растворителях вещество, состоящее из атомов углерода, водорода и кислорода. В промышленности иногда применяется как краситель.
Это интересно: Разработаны аккумуляторные батареи, которые можно сгибать
Преимущество этой органической молекулы заключается в том, что она позволяет «улавливать» положительно заряженные частицы из электролита и запасать их в довольно большом количестве, что делает возможным их применение в аккумуляторных батареях. А вы верите в перспективность подобной разработки? Напишите об этом в нашем чате в Телеграм.
Поскольку новый катодный материал позволяет использовать более подходящий носитель заряда, в батареях можно больше раскрыть потенциал алюминия. Теперь мы продолжаем работу над улучшением технологии и ищем лучший электролит. Текущая версия содержит хлор, но мы хотим избавиться и от него.
Конечно, о коммерческом использовании технологии говорить пока рано. Как преждевременно и утверждать о «смерти» литий-ионных аккумуляторов. Теме более, что сами ученые нацелены не на это. Их основной задачей является предоставление безопасной для окружающей среды (но не в угоду уменьшению емкости и удобству) альтернативы традиционным аккумуляторам, что обеспечит мягкий переход с устаревших источников питания на новые.
