"Абсолютно божевільна ідея": акумуляторам знайшли незвичайну заміну
Американські інженери розробили паливний елемент, який майже втричі ефективніший, ніж звичний літій-іонний акумулятор. Завдяки тому, що елемент досить легкий, за його допомогою в перспективі можливо перевести на електрику вантажівки, кораблі та навіть літаки.
Про це повідомляє sciencedaily.com.
За розробку взялися дослідники з Массачусетського технологічного інституту. Вони пропонують використовувати паливний елемент, який схожий на батарею, але може швидко заправлятися, а не перезаряджатися. У цьому випадку паливом є рідкий недорогий і широкодоступний товар — металевий натрій. Інша складова елемента — це звичайне повітря, яке слугує джерелом атомів кисню. Між ними шар — твердого керамічного матеріалу, який слугує електролітом, дозволяючи іонам натрію вільно проходити, а пористий електрод, звернений до повітря, допомагає натрію хімічно реагувати з киснем і виробляти електрику.
У серії експериментів із прототипом пристрою інженери продемонстрували, що цей осередок може переносити втричі більше енергії на одиницю ваги, ніж літій-іонні батареї, які використовуються сьогодні практично у всіх електромобілях.
"Ми очікуємо, що люди подумають, що це абсолютно божевільна ідея", — сказав професор матеріалознавства та інженерії Йет-Мін Чан. І пожартував: "Якби вони так не думали, я б був трохи розчарований, тому що якщо люди спочатку не вважають щось абсолютно божевільним, то, ймовірно, це не буде таким вже революційним".
Що не так із літій-іонними батареями
Нову технологію хочуть використовувати насамперед в авіації — для польотів на електричному приводі. Із сучасними літій-іонними батареями це навряд чи можливо: акумулятори електромобілів мають максимальну ємність близько 300 ват-годин на кілограм, а цього зовсім недостатньо. Вчені називають мінімальний показник 1000 ват-годин на кілограм, але й цього буде замало для трансконтинентальних або трансатлантичних перельотів.
Однак досягнення показника в 1000 Вт на кілограм за допомогою нової технології може стати великим кроком вперед для регіональної електричної авіації, на частку якої в Штатах припадає близько 80% внутрішніх рейсів і 30% авіаційних викидів від авіації.
Нова технологія може стати імпульсом і для інших секторів, включно з морським і залізничним транспортом. Як пояснюють вчені, всі ці види транспорту вимагають дуже високої щільності енергії, і при цьому всі вимагають низької вартості. І ці два фактори і стали тими, що привернули дослідників до металевого натрію.
Екологічний акумулятор
Значення має і те, що новий паливний елемент від початку безпечніший за багато інших батарей, каже він. Металевий натрій надзвичайно реактивний і має бути добре захищений. Як і у випадку з літієвими батареями, натрій може мимовільно спалахнути під впливом вологи. Однак у цьому паливному елементі, за словами вчених, немає двох концентрованих реагентів, розташованих поруч один з одним.
Поки що пристрій існує тільки як невеликий прототип з однією коміркою. Але фахівці кажуть, що його досить легко можна вивести в потрібні масштаби для використання в комерційних проєктах.
Раніше Фокус писав, що в Китаї була запущена нова батарея, яка видає потужність у 400 мВт*год завдяки своїй незвичайній конструкції. Перша гібридна літій-натрієва станція зберігання енергії запрацювала в провінції Юньнань на південному заході країни.
Ще китайські вчені створили портативну батарею на основі електроактивних мікроорганізмів, яка показала можливість самозарядки до 10 циклів, і при цьому для неї взагалі не потрібен дорогий літій.