Учёные уточнили начинку ультраёмкого аккумулятора

Для оценки влияния разных составляющих на эффективность литиево-кислородной ячейки авторы работы построили опытный прототип. Трубки служат для подвода и отвода воздуха (фото Patrick Gillooly/MIT).

Литиево-кислородные батареи (Li–O2), также именуемые воздушно-литиевыми, способны втрое превзойти по плотности упаковки энергии лучшие нынешние аккумуляторы. Что нужно сделать, чтобы раскрыть этот потенциал, выяснила группа экспериментаторов из Массачусетского технологического института (MIT).

О принципе работы литиево-кислородной батареи и ряде тонкостей её устройства мы рассказывали детально. Напомним лишь главное: отдавая ток, в такой системе литий окисляется кислородом из окружающего воздуха, а при зарядке аккумулятора происходит восстановление металла с выпуском кислорода наружу.

Над такими устройствами сейчас работают в ряде лабораторий и компаний. Но прежде чем технология окажется на рынке, учёным предстоит решить много вопросов инженерного и научного характера. Комплекс реакций, протекающих в такой батарее с участием катализаторов, довольно сложен. Влияет на результат и материал электродов. Количество циклов заряда-разряда тоже вызывает вопросы.

Однако теоретическая плотность энергии у Li–O2-ячеек примерно на порядок выше, чем у классических литиевых, а реальные серийные изделия могли бы показать в 2-3 раза большую удельную ёмкость, что тоже оказалось бы огромным скачком вперёд, революцией в мире портативной электроники и электромобилей.

Специалисты MIT «расследовали» одну из составляющих этих перспективных устройств и открыли, что сочетание в роли катализатора золота и углерода либо платины и углерода позволяет Li–O2-батарее принимать и отдавать энергию намного быстрее, чем в случае с простыми углеродными электродами. Также учёные раскрыли ряд особенностей поведения такой системы, которые в дальнейшем, возможно, позволят подобрать более дешёвые, но не менее эффективные заменители золота и платины.

Учёные выяснили, что катализатор из золота и углерода наиболее сильно позволяет подстегнуть активность электрохимической Li–O2-ячейки во время разряда (фактически – поднять её удельную мощность), а платина с углеродом, напротив, помогают наиболее быстро заряжать такую батарею (фото Patrick Gillooly/MIT).

(Подробности новой работы можно найти в статье в Electrochemical and Solid-State Letters.) Читайте также про водно-литиевые батареи, супераккумулятор на ионной жидкости и первые действительно перезаряжаемые воздушно-цинковые аккумуляторы.



Предложен новый метод ускорения зарядки батарей

11 марта 2010

Создан аварийный фонарик с 20-летней батареей

18 ноября 2009

Американцы разработали супераккумулятор на ионной жидкости

9 ноября 2009

Впервые созданы перезаряжаемые воздушно-цинковые батареи

30 октября 2009

Команда студентов строит 11-минутный электромобиль

11 августа 2009