Кальциевые батареи без лития: новые аккумуляторы показали неожиданное преимущество
Мировые запасы лития истощаются, но ученые нашли ему дешевую и надежную альтернативу. Новая архитектура кальциевой батареи решает старые технические проблемы и обещает изменить рынок накопителей энергии.
Исследователи из Гонконгского университета науки и технологий (HKUST) разработали уникальный квазитвердотельный электролит, пишет ScienceDaily. Инновация заставляет ионы кальция двигаться быстрее, а саму батарею жить в разы дольше. Это открывает путь к массовому производству доступных аккумуляторов для возобновляемой энергетики и электромобилей.
Литий-ионные элементы сегодня почти незаменимы. Однако их производство упирается в ограниченные природные ресурсы и физические пределы плотности энергии. Кальций давно рассматривался учеными как замена благодаря своей распространенности. До сих пор прогресс тормозился из-за слабой подвижности тяжелых ионов кальция. Такие батареи просто не выдерживали многократных циклов зарядки и стремительно теряли свою первоначальную емкость.
Верите ли вы, что ИИ несет угрозу человечеству?
Инженерам удалось обойти эти препятствия. Они спроектировали специальный квазитвердотельный электролит на основе ковалентных органических каркасов. Внутри этого инновационного материала ионы кальция получили возможность быстро и беспрепятственно перемещаться по выстроенным каналам даже при обычной комнатной температуре. Это кардинально улучшило ионную проводимость и общую стабильность системы.
Практические лабораторные тесты полностью подтвердили успех решения. Собранная полноценная кальций-ионная ячейка показала отличную базовую емкость — 155,9 мАч/г при 0,15 А/г. Даже при высоких токах интенсивного заряда и разряда батарея сохранила 74,6% своей емкости после 1000 полных рабочих циклов. Создатели уверены, что их открытие делает кальциевые системы реальным, долговечным и экологичным конкурентом привычному литию.
Ранее сообщалось, что в Китае создали самый "живучий" аккумулятор. Китайская литий-ионная батарея, совершившая прорыв, выдерживает сильные морозы, сохраняя 85% емкости при -34°C.