Нові акумулятори для електрокарів подвоять запас ходу за допомогою простого повітря

Головним елементом, що робить це можливим, стала нова вуглецева мембрана, яка точно управляє взаємодією кисню з літієм, пише Tarantas.

Вирішення проблеми нестабільності

Літій-повітряні комірки завжди були вразливими через нестабільність і швидку втрату ємності. Вчені виправили цю ваду за допомогою багатошарової пористої мембрани, що поєднує мікро-, мезо- і макропори розміром від 2 до 50 нанометрів.

Така архітектура вирівнює розподіл кисню, знижує втрати електроліту і підвищує термічну стабільність комірки. Оскільки літій-повітряні елементи отримують окислювач (кисень) прямо з навколишнього повітря, всередині корпусу звільняється місце, що дає змогу кардинально підвищити щільність енергії.

Вражаючі цифри

Результати випробувань виглядають багатообіцяюче: прототип досяг щільності енергії 360 Вт-год/кг, що приблизно вдвічі перевищує показники сучасних літій-іонних батарей. Розрахунки показують, що в майбутньому цей параметр може зрости до 700 Вт-год/кг, а теоретична межа знаходиться близько 11 000 Вт-год/кг — це вже рівень щільності енергії бензину.

Під час тестів шість електродів витримали 19 циклів зарядки-розрядки без деградації характеристик, що стало рідкісним досягненням для цього класу пристроїв.

Масштабування та перспективи

Важливо, що розробка вже виходить за рамки лабораторних експериментів. Дослідники показали збільшені електроди розміром 10х10 см, натякаючи на перехід до ранньої стадії передіндустріального виробництва.

Технологія виглядає особливо перспективною для електромобілів, легкої авіації та портативної електроніки — скрізь, де критичний кожен кілограм ваги. Якщо такі батареї дійдуть до масового виготовлення, ринок електрокарів зміниться: з густиною енергії, що вдвічі-втричі вища за нинішню, проблема обмеженого запасу ходу зникне, і бензинові автомобілі зіткнуться із серйозним викликом.

Раніше повідомлялося, чому сірчані батареї замінять літій-іонні. Звичні літій-іонні АКБ досягають своєї межі, і виробники шукають більш ефективні, дешеві та екологічні альтернативи. Головним претендентом на роль нового стандарту стають літій-сірчані акумулятори (Li-S).