Аккумулятор из алюминия, серы и соли оказался быстрым, безопасным и недорогим

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали новую конструкцию батареи с использованием обычных материалов — алюминия, серы и соли. Аккумулятор не только дешев, но и устойчив к возгоранию, а также может очень быстро заряжаться, что может сделать его полезным для питания дома или зарядки электромобилей. Результаты своего исследования они опубликовали в издании nature.com.

В последние несколько десятилетий популярными являлись литий-ионные аккумуляторы, благодаря своей надежности и высокой плотности энергии. Однако литий становится все более дефицитным и дорогим материалом, кроме того, он может взрываться или загораться при повреждении или неправильном использовании батареи. Нужны более дешевые и безопасные альтернативы, особенно сейчас, когда мир переходит на возобновляемые источники энергии и электромобили. Поэтому команда из Массачусетского технологического института приступила к разработке нового типа батареи из доступных и недорогих материалов.

После поисков, проб и ошибок ученые остановились на алюминии в качестве одного электрода и серы в качестве другого, залитых электролитом из расплавленной хлоралюминатной соли. Все эти ингредиенты не только дешевы, но и не воспламеняются, поэтому нет риска возгорания или взрыва.

В ходе испытаний команда продемонстрировала, что новые аккумуляторные элементы выдерживают сотни циклов зарядки, причем заряжаются очень быстро — в некоторых экспериментах меньше минуты. А еще они сообщили, что элементы, созданные из этих материалов для батарей, будут стоить всего одну шестую цены литий-ионного элемента аналогичного размера.

Исследуемые материалы не только могут работать при высоких температурах (до 200 °C), но и работают лучше. При температуре 110 °C алюминиево-серная батарея заряжалась в 25 раз быстрее, чем при температуре в 25 °C. Важно отметить, что, по словам исследователей, аккумулятор не нуждается во внешней энергии для достижения такой повышенной температуры — ее обычного цикла зарядки и разрядки достаточно, чтобы поддерживать ее в нагретом состоянии.

Хотя тип соли в электролите был выбран из-за его низкой температуры плавления, у него есть еще одно преимущество — он естественным образом предотвращает образование дендритов (дендриты — металлические "наросты", которые образовываются между двумя электродами, что может привести к короткому замыканию. Из-за них часто выходят из строя литий-ионные батареи).

Ученые говорят, что аккумулятор нового типа сможет питать все устройства в доме, накапливая, к примеру, солнечную энергию. Также такая батарея может применяться в качестве зарядной станции для электромобилей, потому как быстро заряжается.

Ранее мы сообщали о том, что ученые нашли способ сохранения емкости аккумуляторов до 70%.