Батареи с твердым электролитом существуют давно.
Сотрудники Исследовательского института Honda совместно с учеными из Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения NASA разработали новый тип электролита, который позволит создавать батареи с высокой плотностью хранения заряда и низкой рабочей температурой. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
«Фторид-ионные аккумуляторы (FIB) предлагают новый химический состав с плотностью хранения заряда в десять раз больше, чем у нынешних литий-ионных батарей, — говорит главный научный сотрудник Института исследований Honda и соавтор работы Кристофер Брукс. — Они не подвержены перегреву, а добыча сырья для таких батарей не так разрушительна для окружающей среды, как экстракция лития или кобальта».
Батареи с твердым электролитом, проводящим ионы фтора, существуют давно, но они работают только при высокой температуре и, по сути, являются промежуточным этапом развития технологии. Жидкий электролит, разработанный Honda, позволит делать более безопасные и экологичные аккумуляторы.
В своем нынешнем развитии твердотельным фторид-ионным аккумуляторам для нормальной работы нужна высокая температура — более 150 градусов Цельсия. Команде исследователей удалось найти метод получения фторид-ионной электрохимической ячейки, способной работать при значительно более низкой температуре. Это стало возможным благодаря созданию химически стабильного, жидкого электролита с высокой проводимостью ионов фтора и широким рабочим напряжением. Объединив его с композитным катодом, использующим сердечник с наноструктурой из меди, лантана и фтора, исследователи смогли запустить обратимый электрохимический цикл при комнатной температуре.
Источник
Вопрос-ответ
В чем заключается главная разработка, описанная в статье?
Исследователи из Honda, Калифорнийского технологического института и NASA разработали новый тип жидкого электролита для фторид-ионных аккумуляторов (FIB). Это открытие позволяет таким батареям эффективно работать при комнатной температуре, в то время как предыдущие версии с твердым электролитом требовали нагрева свыше 150 градусов Цельсия.
Какие преимущества у новых фторид-ионных аккумуляторов перед литий-ионными?
Главные преимущества — это значительно более высокая плотность хранения заряда (потенциально в 10 раз больше), повышенная безопасность (они не подвержены перегреву) и большая экологичность. Добыча сырья для фторид-ионных батарей наносит меньше вреда окружающей среде по сравнению с добычей лития и кобальта.
Что именно позволило новым аккумуляторам работать при комнатной температуре?
Ключевым фактором стал новый химически стабильный жидкий электролит с высокой проводимостью ионов фтора. В сочетании со специально разработанным композитным катодом, имеющим наноструктуру из меди, лантана и фтора, этот электролит позволил запустить обратимый электрохимический цикл при низкой температуре.
