Нові батареї служитимуть удвічі довше за літій-іонні: як вдалося цього домогтися

Це серйозна заявка на комерційно успішну альтернативу літій-іонним акумуляторам, пише interestingengineering.com. Нову батарею розробили дослідники із Сіднейського технологічного університету (Австралія) і Манчестерського університету (Велика Британія).

Цинк-іонні батареї — технологія майбутнього

Прийнято вважати, що цинк-іонні батареї — це більш безпечна, дешевша і, до того ж, більш екологічна альтернатива легкозаймистим літій-іонним батареям. Це особливо актуально для великомасштабного зберігання енергії (наприклад, сонячної або вітрової енергії в електромережі).

Але є і серйозний мінус — цинк-іонні акумулятори зазвичай зношуються надто швидко, адже їхні внутрішні компоненти деградують через повторювані цикли заряджання і розряджання. Цю проблему і здатна вирішити батарея нового типу — адже вона може витримати 5000 циклів зарядки/розрядки, зберігаючи при цьому високу ємність.

Як створювали нову батарею

За словами самих дослідників, вони використовували так званий двовимірний (2D) суперрешітковий матеріал.

Такий матеріал складається з шарів оксиду марганцю і графена. Перший — оксид перехідного металу, який зазвичай використовують в акумуляторах, а другий — надміцний, тонкий вуглецевий лист. Разом вони утворюють "суперрешітку", яка являє собою ретельно спроектований "сендвіч" із матеріалів завтовшки всього в кілька атомів.

Також ученим допомогло явище, відоме як ефект Яна-Теллера. Це квантове явище, яке змушує певні атоми деформуватися, коли вони перебувають у певному середовищі. Загалом ефект Яна-Теллера пояснює, чому деякі молекули та кристали мають певні геометричні форми та чому їхні властивості можуть змінюватися залежно від зовнішніх умов.

У випадку зі створенням нової батареї вчені використовували ефект Яна-Теллера у всій структурі матеріалу, який таким чином отримав гнучкий каркас (який гнеться, але не ламається). Батарея може служити набагато довше, а оскільки в ній використовуються низькотемпературні і нетоксичні методи, процес її виробництва стає простішим і чистішим.

Також Фокус писав, що в США створили літієву батарею, яка служитиме рекордно довго. Пілотний завод для виробництва нових батарей будує компанія Pure Lithium, що базується в Бостоні.

Раніше відомо, що американські фахівці розробили батарею, яка працює в 4 рази швидше за звичайну і не горить. Там ішлося про літій-повітряні акумулятори.