+22 голоса |
Согласно информации, опубликованной в журнале Nature Communications, трое ученых из инициативной группы RIKEN (Токио, Япония) разработали новый тип литий-ионной батареи, обеспечивающий двукратное увеличение плотности энергии. В предложенной ими конструкции «водяного катода» традиционный для литиевых батарей органический электролит заменен водой. Подобные решения в последнее время привлекают повышенный интерес, так как значительно снижают риск возгорания и вред, наносимый окружающей среде. Водяные электролиты имеют и другие достоинства, в частности им изначально присуща высокая ионная проводимость.
Конфигурация с «водяным катодом» ускоряет реакции восстановления и окисления, что улучшает эффективность работы батареи. Однако найти подходящие для этого реагенты оказалось весьма непростым делом. Кроме того, чтобы избежать электролиза воды, окислительно-восстановительная реакция должна происходить в ограниченном диапазоне напряжений.
Тщательные поиски привели исследователей к созданию первой в мире литиевой батареи, содержащей водный йод. Пара ионов, известная под термином «triiodide/iodide redox couple», легко вовлекается в водяные электрохимические реакции.
Тестирование прототипа устройства с «водяным катодом» показали, что по плотности энергии оно почти вдвое превосходит традиционные литий-ионные батареи, благодаря высокой растворимости ионов йода. Новая батарея имела практически идеальную емкость и успешно выдерживала сотни циклов перезарядки. Катодный коллектор остается неповрежденным после 100 циклов зарядки/разрядки — исследования под микроскопом не выявили видимых признаков коррозии и осадочных образований.
На следующем этапе работ, ученые планируют создание трехмерного коллектора тока с микроструктурой, который позволит улучшить реакцию окисления-восстановления йода — ускорить зарядку и разрядку. Они также рассчитывают еще больше увеличить плотность энергии используя конфигурацию с проточным электродом и хранением водяного"топлива" во внешнем резервуаре. Такая модификация улучшит пригодность данной конструкции аккумулятора для применения в электромобилях.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
+22 голоса |