Учені створюють "ідеальні" батареї втричі кращі за літієві: з чого вони складаються

Австралійські вчені активізували розробки в галузі повітряно-цинкових акумуляторів, бо вбачають у них кращу заміну звичним літій-іонним, що можуть вибухати через перегрів і мають проблему з утилізацією. Про це повідомляє портал TechXplore.

У своїй опублікованій науковій роботі команда доктора Мухаммада Різвана Азхара з Університету Едіт Ковен стверджує, що на відміну від літій-іонних батарей повітряно-цинкові дешевші та менш вразливі до перегріву або загоряння. До того ж їх набагато простіше утилізувати та переробляти.

Важливо

Бездротова зарядка для електромобілів — реальність: у яких моделях вона з'явиться (відео)

Команда має намір створити ідеальну повітряно-цинкову батарею, яка прийде на заміну літій-іонним акумуляторам, що використовуються в промисловому секторі. За твердженням учених, повітряно-цинкові батареї можуть зберігати близько 500 ват-годин енергії на кілограм — це майже втричі більше, ніж у літій-іонних батарей, і в 10 разів більше, ніж у свинцево-кислотних акумуляторів.

Компроміс полягає в тому, що, оскільки повітря не є хорошим провідником, батарея може працювати довго, але не зможе живити більші пристрої. Дослідники зараз намагаються вирішити цей недолік за допомогою комплектування акумулятора різними шарами хімічних елементів.

Перша структура являє собою губчасту кристалічну решітку з кобальту, азоту і вуглецю, звану ZIF-67. Оброблена губчаста внутрішня частина дуже провідна і може легко доставляти електрони до кисню. Зовнішній пухкий шар складається з кобальту, нікелю, заліза і кисню і називається шаруватим подвійним гідроксидом. Це металеве покриття менш провідне, але може відбирати електрони у кисневих груп.

Ці дві структури доповнюють одна одну. Вони дають змогу повітряно-цинковому акумулятору ефективно подавати напругу 1,48 В. Це приблизно відповідає місткості батареї типу АА або ААА. Вчені кажуть, що виробники можуть об'єднати кілька акумуляторних елементів, щоб забезпечити більшу напругу для пристроїв. Поміщаючи їх від позитивного до негативного, напруга батарей складається. Для більших пристроїв потрібно більше батарей, оскільки для їхньої роботи потрібна більш висока напруга.

Цинк навряд чи повністю замінить літій в акумуляторах, але може знизити світовий попит на цей метал. Наразі вчені шукають представників промисловості, яких зацікавлять їхні розробки для застосування в комерційних масштабах.

Раніше Фокус розповідав, що вчені знайшли "водну" заміну літій-іонним акумуляторам. Композитний каталізатор збільшив продуктивність і запобіг руйнуванню водних акумуляторів, що дасть змогу застосовувати їх на практиці, кажуть винахідники.