Ученые создают "идеальные" батареи в три раза лучше литиевых: из чего они состоят

Австралийские ученые активизировали разработки в области воздушно-цинковых аккумуляторов, потому что видят в них лучшую замену привычным литий-ионным, которые могут взрываться из-за перегрева и имеют проблему с утилизацией. Об этом сообщает портал TechXplore.

В своей опубликованной научной работе команда доктора Мухаммада Ризвана Азхара из Университета Эдит Ковен утверждает, что в отличие от литий-ионных батарей воздушно-цинковые дешевле и менее уязвимы к перегреву или возгоранию. К тому же, их гораздо проще утилизировать и перерабатывать.

Важно

Беспроводная зарядка для электромобилей — реальность: в каких моделях она появится (видео)

Команда намеревается создать идеальную воздушно-цинковую батарею, которая придет на замену литий-ионным аккумуляторам использующимся в промышленном секторе. По утверждению ученых, воздушно-цинковые батареи могут хранить около 500 ватт-часов энергии на килограмм — это почти в три раза больше, чем у литий-ионных батарей, и в 10 раз больше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.

Компромисс заключается в том, что, поскольку воздух не является хорошим проводником, батарея может работать долго, но не сможет питать более крупные устройства. Исследователи сейчас стараются решить этот недостаток с помощью комплектования аккумулятора различными слоями химических элементов.

Первая структура представляет собой губчатую кристаллическую решетку из кобальта, азота и углерода, называемую ZIF-67. Обработанная губчатая внутренняя часть очень проводящая и может легко доставлять электроны к кислороду. Внешний рыхлый слой состоит из кобальта, никеля, железа и кислорода и называется слоистым двойным гидроксидом. Это металлическое покрытие менее проводящее, но может отбирать электроны у кислородных групп.

Эти две структуры дополняют друг друга. Они позволяют воздушно-цинковому аккумулятору эффективно подавать напряжение 1,48 В. Это примерно соответствует емкости батареи типа АА или ААА. Ученые говорят, что производители могут объединить несколько аккумуляторных элементов, чтобы обеспечить большее напряжение для устройств. Помещая их от положительного к отрицательному, напряжение батарей складывается. Для более крупных устройств требуется больше батарей, поскольку для их работы требуется более высокое напряжение.

Цинк вряд ли полностью заменить литий в аккумуляторах, но может снизить мировой спрос на этот металл. Сейчас ученые ищут представителей промышленности, которых заинтересуют их разработки для применения в коммерческих масштабах.

Ранее Фокус рассказывал, что ученые нашли "водную" замену литий-ионным аккумуляторам. Композитный катализатор увеличил производительность и предотвратил разрушение водных аккумуляторов, что позволит применять их на практике, говорят изобретатели.