Акумулятор із алюмінію, сірки та солі виявився швидким, безпечним і недорогим

Інженери з Массачусетського технологічного інституту розробили нову конструкцію батареї з використанням звичайних матеріалів — алюмінію, сірки та солі. Акумулятор не тільки дешевий, але й стійкий до спалаху, а також може дуже швидко заряджатися, що може зробити його корисним для живлення будинку або заряджання електромобілів. Результати дослідження вони опублікували у виданні nature.com.

В останні кілька десятиліть популярними були літій-іонні акумулятори завдяки своїй надійності й високій щільності енергії. Однак літій стає все більш дефіцитним і дорогим матеріалом, крім того, він може вибухати або спалахувати під час пошкодження або неправильного використання батареї. Потрібні дешевші та безпечніші альтернативи, особливо зараз, коли світ переходить на відновлювані джерела енергії та електромобілі. Тому команда з Массачусетського технологічного інституту розпочала розробку нового типу батареї з доступних і недорогих матеріалів.

Після пошуків, проб і помилок учені зупинилися на алюмінії як одному електроді та сірці як іншому, залитому електролітом із розплавленої хлоралюмінатної солі. Всі ці інгредієнти не тільки дешеві, але й не спалахують, тому немає ризику займання або вибуху.

У ході випробувань команда продемонструвала, що нові акумуляторні елементи витримують сотні циклів заряджання, причому заряджаються дуже швидко — у деяких експериментах менше хвилини. А ще вони повідомили, що елементи, створені з цих матеріалів для батарей, коштуватимуть лише одну шосту ціни літій-іонного елемента аналогічного розміру.

Досліджувані матеріали не тільки можуть працювати за високих температур (до 200°C), але й працюють краще. За температури 110°C алюмінієво-сірчана батарея заряджалася у 25 разів швидше, ніж за температури 25°C. Важливо відзначити, що, за словами дослідників, акумулятор не потребує зовнішньої енергії для досягнення такої підвищеної температури — її звичайного циклу заряджання та розрядки достатньо, щоб підтримувати її в нагрітому стані.

Хоча тип солі в електроліті був обраний через його низьку температуру плавлення, у нього є ще одна перевага — він природним чином запобігає утворенню дендритів (дендрити — металеві "нарости", які утворюються між двома електродами, що може призвести до короткого замикання.) Через них часто виходять із ладу літій-іонні батареї).

Учені кажуть, що акумулятор нового типу зможе живити всі пристрої в будинку, накопичуючи, наприклад, сонячну енергію. Також таку батарею можна застосовувати як зарядну станцію для електромобілів, тому що швидко заряджається.

Раніше ми повідомляли, що вчені знайшли спосіб збереження ємності акумуляторів до 70%.