Структурные батареи из углерода оказались в 10 раз лучше обычных (видео)

Шведские и французские ученые разработали так называемую "безмассовую структурную батарею", которая в десять раз лучше существующих на сегодняшний день, сообщает Popular Mechanics. Новый тип аккумуляторов уже испытан в энергетических тестах и продемонстрировал отличный потенциал.

Структурные батареи — это аккумуляторы, в состав которых входят различные материалы, которые одновременно являются источником энергии и частью некоего устройства, например корпуса электромобиля. Отсюда выплывает первое основное преимущество – уменьшение веса устройства и повышение его прочности. Конечно, подобные аккумуляторы можно использовать в смартфонах или ноутбуках.

В состав структурных батарей входят многофункциональные компоненты. Например, углеродные волокна могут служить электродами и проводниками тока. Структурный электролит обеспечивает передачу нагрузки и ионов. Стекловолоконная ткань разделяет отрицательный электрод из углеродных волокон от положительного электрода из литий-железо-фосфата с алюминиевой фольгой.

Однако до сих пор структурные батареи имели низкую емкость и плохие механические свойства, но исследователи из Швеции и Франции решили эту проблему, разработав новый тип структурной батареи на основе именно углеродного волокна покрытого тонким слоем полимера с добавлением лития-железо-фосфата.

Благодаря этой конструкции батарейный элемент имеет высокую плотность энергии 24 Втч/кг и высокую модуль упругости 25 ГПа. Это означает, что он может хранить больше энергии при меньшем весе и выдерживать большие нагрузки без деформации. Кроме того, батарейный элемент имеет хорошую цикличность — он сохраняет 86% своей емкости после 15000 циклов заряда/разряда. Он также обладает высокой скоростью зарядки и быть полностью заряжен за два часа.

Исследователи планируют дальше увеличивать емкость и модуль упругости структурной батареи, а также оптимизировать ее форму и размер для различных приложений. Они также хотят использовать другие материалы для электролита и активных материалов. Ведь структурные батареи могут открыть новые возможности для безмассового хранения энергии в будущем. Они могут сделать транспортные средства легче и экономичнее, а также повысить производительность портативной электроники.

Ранее Фокус писал, что ученые создали "красное вещество": оно изменит весь принцип работы аккумуляторов.