Плотность энергии хлорной батареи в 6 раз больше, чем у литий-ионных

Ученые из США, проводившие эксперименты с батареями на базе хлорида, создали новую архитектуру — не только многоразовую, но и в разы более емкую, чем литий-ионные решения. В основе разработки — стабилизация летучих реакций хлора внутри устройства. Однажды такие аккумуляторы смогут без подзарядки питать смартфоны в течение недели.

Новая щелочная хлор-металлическая батарея создана на основе химии, впервые предложенной в 1970-е годы и известной в виде литийтионилхлоридных батареи. Они высоко ценились за высокую плотность энергии и длительность работы, но были слишком взрывоопасны, поэтому их использовали только в качестве одноразовых батареек.

В обычном аккумуляторе электроны движутся от одной стороны к другой и обратно в процессе разрядки и зарядки. В случае хлорной батареи хлорид натрия или хлорид лития преобразуется в хлорин — слишком реактивный, чтобы его можно было эффективно снова превратить в хлорид, пишет New Atlas. Команда ученых из Стэнфордского университета экспериментировала с хлоридом и хлорином натрия и в процессе исследований разработала новый электродный материал из пористого углерода, который ведет себя как губка, впитывающая молекулы хлорина и безопасно преобразуя их обратно в натрий.

«Молекула хлора попадает в крошечные поры углеродных наносфер и находится там в безопасности, пока батарея заряжается, — сказал Чжу Гуаньчжоу, один из исследователей. — Затем, когда батарею нужно разрядить, хлорин превращается в NaCl — столовую соль — и процесс повторяется много раз. Мы добились 200 циклов, и еще есть запас для улучшений».

Литий-ионная батарея, для сравнения, выдерживает от 500 до 1000 циклов.

Также ученые продемонстрировали высокую плотность энергии батареи-прототипа — 1200 мА*ч/г электродного материала, то есть в шесть раз больше, чем у современных литий-ионных батарей.

Авторы исследования видят возможность применения своей разработки в пультах дистанционного управления, слуховых аппаратах, датчиках и прочих устройствах, которым не требуется частая подзарядка. Для использования в смартфонах и электромобилях следует подобрать подходящую структуру и повысить число циклов.

Читайте по теме. Новая бетонная батарея позволит зданиям накапливать собственную энергию

hightech.plus

Facebook Comments
Print Friendly, PDF & Email