Новая архитектура элементов питания открывает широкие перспективы для электромобилей и энергосетей

Ученые Массачусетского технологического института предложили новую архитектуру элементов питания, которая может стать недорогой альтернативой существующим батареям, используемым в электромобилях и энергосетях. Технология позволяет перезаправлять элементы питания чрезвычайно быстро, всего за несколько минут.

Новая батарея основана на так называемом полутвердом элементе с проточным электролитом (semi-solid flow cell, SSFC), который циркулирует между двумя контейнерами и элементом, где протекает химическая реакция с получением электричества. Материалом для химической реакции прототипа служит взвесь на основе кобальтита лития, а электрический заряд передается через сеть, сформированную из наночастиц углерода. Запасы электролита необходимо пополнять, по аналогии с топливом в двигателе внутреннего сгорания.

Принципиальным моментом новой архитектуры является то, что в ней две функции элемента питания (хранение заряда и поставка электричества) разделены в разных физических структурах, что делает их более эффективными чем обычные литий-ионные аккумуляторы. Кроме того, в отличие от последних, наращивать емкость батарей на SSFC можно за счет простого увеличения объема контейнеров. Правда, отмечают ученые, пока новые батареи использовать в электромобилях нельзя – они слишком громоздкие, да и уровень электропроводности недостаточен.

Тем не менее, новая архитектура уже лицензирована стартапом 24M Technologies, основанным прошлым летом ведущими разработчиками батарей нового типа, профессорами материаловедения МТИ Крейгом Картером (Craig Carter) и Йет-Мин Чаном (Yet-Ming Chiang) совместно с предпринимателем Трупом Уайлдером (Throop Wilder).

Исследования проводились при финансовой поддержке Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) Министерства обороны США и Агентства передовых исследовательских проектов в энергетике (ARPA-E). Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Energy Materials.