научно-популярное приложение к газете "Голос Армении"
Menu

АЛЮМИНИЙ VS ЛИТИЙ

Аккумуляторные батареи на основе алюминия

Ученые из Стэнфордского университета разработали и изготовили опытные образцы высокоэффективных аккумуляторных батарей на основе алюминия, которые по скорости зарядки, по безопасности эксплуатации,  надежности и  стоимости значительно превосходят нынешние литий-ионные аккумуляторные батареи. Самым привлекательным для потребителей является то, что такие алюминиевые батареи могут заряжаться до максимального уровня заряда не за часы, а за считанные минуты. Об этом сообщает phys.org

КАК РАССКАЗАЛ ПРОФЕССОР ХИМИИ ИЗ СТЭНФОРДСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ХОНГДЖИ ДЭЙ,  ученые разработали алюминиевую перезаряжающуюся батарею, которая в самом недалеком будущем сможет вытеснить существующие технологии хранения энергии, такие, как щелочные аккумуляторы, которые неблагоприятны для окружающей среды, железные аккумуляторы, которые отличаются низкой надежностью, и литий-ионные аккумуляторы, которые дороги и пожароопасны. По его словам, новая батарея обладает характеристиками, во много раз превосходящими характеристики батарей любых других типов, кроме этого, она будет работать и не загорится, даже если ее ударить чем-то тяжелым или просверлить насквозь.

Отметим, что алюминий давно уже считался перспективным материалом для использования в аккумуляторных батареях. Это обусловлено низкой стоимостью, низкой воспламеняемостью и высоким потенциалом с точки зрения количества хранимой энергии. Несмотря на то, что ученые почти 10 лет пытались  разработать алюминиевую эффективную батарею, эта проблема так и не была решена. Основная проблема заключалась в том,  что большинство комбинаций используемых материалов не могло обеспечить производство батареей достаточным напряжением после некоторого количества циклов заряда-разрядки.

Алюминий-ионная батарея, как и батареи всех других типов, состоит из двух электродов, отрицательно заряженного анода, изготовленного из алюминия. А положительно заряженный катод изготовлен из особого вида графита. Ученые перепробовали множество различных вариантов материала катода, рассказал профессор Хонгджи Дэй, но то, что самым простым решением является использование специальной формы графита, удалось обнаружить случайно. И в исследованиях мы идентифицировали несколько видов графита, который демонстрирует достаточно хорошую работу в качестве материала катода.

Алюминиевая батарея в законченном виде представляет собой достаточно тонкий гибкий "бутерброд" из алюминия и графита, пропитанного жидким электролитом, облаченный в оболочку из эластичного полимерного материала. За счет больших площадей электродов аккумулятора и малого расстояния между электродами такая батарея заряжается очень быстро. Опытные образцы таких батарей заряжались приблизительно за одну минуту, что не идет ни в какое сравнение с часами, которые требуются для зарядки батарей других типов.

Кроме этого, новая алюминиевая батарея демонстрирует потрясающую надежность. Другие алюминиевые батареи, созданные ранее, буквально "умирали" после 100 циклов заряда-разрядки. Батарея, разработанная в Стэнфорде, выдерживает 7,5 тысячи циклов без какой-либо значительной потери своих характеристик. И это намного больше надежности литий-ионных батарей, лучшие образцы которых выдерживают до 1000 циклов.

Электрохимический потенциал, развиваемый алюминиевой батареей, составляет около двух вольт. Это немного ниже потенциала, развиваемого литий-ионными батареями, но выше 1,5-вольтового потенциала, который обеспечивает большинство батарей размера AA и AAA.

 

Опубликовано в Инновации
Прочитано 816 раз
Оцените материал
(0 голосов)

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Наверх