Литиево-воздушные аккумуляторы предлагают в три раза большую энергоемкость

Автор: kolinos | Рубрика: Другие источники энергии

На технологию литиево-воздушных аккумуляторов возлагается много надежд. Прекрасно зная об их потенциале энергоемкости до трех раз выше, чем у обычных литиево-ионных батарей, многие компании, в том числе IBM и General Motors, ведут работы по коммерциализации литиево-воздушных аккумуляторов. Теперь к ним присоединились и ученые из Массачусетского технологического института, которые заявили о прорыве в этой области и пообещали сделать развитие промышленного производства этих легких и эффективных аккумуляторов реальностью.

Литиево-воздушные (известные также как литиево-кислородные) батареи отличаются от литиево-ионных тем, что в них вместо традиционных тяжелых соединений используется углеродный катод, который электрохимически соединяет атмосферный кислород с литиевым анодом. Преимущества литиево-воздушных батарей очевидны: легкодоступность кислорода в окружающей среде, отсутствие необходимости хранения его в батарее и более высокая плотность энергии за счет малого веса катода.

Однако, до массового производства литиево-воздушных батарей дело так и не дошло, вследствие того, что ученые не могли найти те виды материалов для электродов, которые могли бы увеличить активность электрохимической реакции. Новое исследование, проведенное MIT, показало, что электроды из золота или платины, используемые в качестве катализатора, показывают гораздо более высокий уровень активности и, следовательно, более высокую эффективность, чем простые углеродные электроды. Эта работа закладывает основу для дальнейших исследований, которые могут привести к разработке еще более эффективных электродных материалов. Это могут быть сплавы золота и платины или других металлов, а также металлические оксиды и другие менее дорогостоящие альтернативы.

Ученые МТИ разработали метод анализа активности различных катализаторов в аккумуляторе, на который они будут опираться в дальнейших поисках подходящих электродных материалов. Ведь известно, что даже небольшое увеличение удельной энергоемкости батареи влечет за собой увеличение ресурса аккумулятора в портативном устройстве или диапазона пробега электрического транспортного средства.

Вместе с тем, ученые МТИ признают, что имеется еще ряд проблем, которые являются преградой на пути коммерциализации литиево-воздушных батарей.

Во-первых, литий в металлической форме, используемый в литиево-воздушных батареях, становится реактивным при наличии даже незначительного количества воды в воздухе. В существующих литиево-ионных батареях эта проблема решена с помощью использования углеродного материала в качестве катода. То же самое можно сделать и в литиево-воздушных батареях – используя ионы лития и графит или некоторые более стабильные материалы в качестве отрицательного электрода.

Во-вторых, необходимо решить проблему с сохранением удельной плотности энергии при большом числе циклов зарядки-разрядки – это является необходимым условием для успешного применения литиево-воздушных аккумуляторов.

Поделиться в соц. сетях