Без взрыва и перегрева: ученые создали безопасную батарею на основе воды

Японские ученые разработали аккумулятор с водой вместо опасного органического электролита. Результаты исследования опубликованы на сайте журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Во время испытаний прототип выдержал 2 тыс. циклов перезарядки, потеряв менее 30% емкости. Команда из университета Йокогамы считает, что батареи на основе воды позволят создавать электронные устройства, которые не загорятся ни при скачке напряжения, ни от перегрева или других потенциально опасных обстоятельствах.

"Теперь у нас есть более безопасные батареи с длительным сроком службы, которые, мы думаем, будут применяться на практике, но при более низком напряжении сети", — рассказал профессор химии Наобаки Ябуучи.

Сейчас практически везде используют литий-ионные аккумуляторы, обладающие большими сроком службы, емкостью, плотностью энергии. В их конструкции содержатся органические вещества, которые хорошо проводят ток, однако могут загореться при повреждении корпуса. Известны случаи, когда смартфоны вспыхивали или взрывались прямо в руках пользователей, что заставило ученых искать альтернативы.

Наобаки Ябуучи и его коллеги заметили, что с отрицательным электродом (катодом) и водой вместо электролита система обладает высокой ионной проводимостью и обеспечивает производительность, подходящую для коммерческого применения аккумулятора. В тоже время, плотность энергии у такой структуры в 2 раза меньше, чем у литий-ионных аналогов, а значит батарея той же мощности будет вдвое большей.

Кроме того, вода разрушается при высоком напряжении, поэтому такие аккумуляторы придется подключать только к низковольтным сетям. Батареи подойдут для устройств хранения электричества, вырабатываемого солнечными панелями или ветряными станциями. Водяные батареи можно также поставить на электромобили, рассчитанные на езду на небольшие расстояния, ведь их придется довольно часто перезаряжать, но зато можно не бояться возгораний.

Первые коммерческие аккумуляторы такого типа планируют выпустить через 3 года, в первую очередь их предлагают применять в солнечных и ветряных электростанциях, а также в городских электрокарах.

Ранее компания Elecjet создала сверхбыстрый аккумулятор Apollo Ultra на основе графена за $105. Он обладает емкостью 10 тысяч мАч и может перезаряжаться за 27 минут — в 6 раз быстрее литий-ионных аналогов, то же касается подзарядки электронных устройств.

Также мы сообщали о том, что американский ученый получил патент на "сборщик энергии вибрации", — устройство, которое будет добывать энергию из тепла, благодаря колебаниям графена.