Фторидные батареи смогут работать в 8 раз дольше литиевых

В совместном исследовании группа химиков из разных организаций, включая Калтех, Лабораторию реактивного движения (JPL) NASA, институт Honda Research и Национальную лабораторию Лоуренса Беркли, предложили новую разновидность перезаряжаемой батареи, в которой используются отрицательно заряженные ионы фтора. В отличие от катионов металлов, в том числе лития, анионы фтора переносят меньше заряда, однако с избытком компенсируют это лёгкостью перемещения.

«Фторидные батареи могут иметь более высокую плотность энергии, а это значит, что они могут работать дольше — в восемь раз — чем используемые сегодня батареи», — говорит соавтор исследования и основанной на нём публикации в журнале Science, Роберт Груббс (Robert Grubbs). Он также является обладателем Нобелевской премии по химии 2005 года.

При всех его преимуществах фторид сложно использовать из-за высокой химической реактивности. Примерно полвека назад инженеры экспериментировали с твёрдыми фторидными батареями, но те работали только при непрактично высоких температурах.

Важность новой работы состоит в том, что авторы наконец выяснили, как сделать фторидные батареи с жидкими компонентами, причём такие, которые функционируют при комнатных температурах и достаточно больших значениях напряжения.

Главной находкой исследователей стал жидкий электролит бис (2,2,2-трифторэтил) эфир (БТФЭ). Он помогает ионам фтора сохранять стабильность при движении между электродами внутри батареи. Учёные смогли выяснить механизм стабилизации и дополнительно улучшить электролит с помощью присадок.

«Мы все еще находимся на ранней стадии разработки, тем не менее это первая перезаряжаемая фторидная батарея, которая работает при комнатной температуре», — говорит Саймон Джонс (Simon Jones), химик из JPL.

Комп’ютерний розум: генеративний штучний інтелект у рішеннях AWS