Які переваги нового акумулятора?
Дослідники показали новий тип акумулятора на основі іонів водню (гідрид-іонів). Ця технологія не тільки кратно перевершує за ємністю літієві батареї, а й робить зберігання енергії набагато безпечнішим. Така АКБ вже стабільно працює за кімнатної температури, що стало можливим завдяки унікальному електроліту на базі рідкоземельних металів. Елемент здатний ефективно проводити гідрид-іони (негативно заряджені частинки водню), пише South China Morning Post.
Як працює нова батарея?
У традиційних аналогах заряд переноситься за допомогою негативних іонів літію. Однак гідрид-іони дають низку переваг. Вони більш енергоємні та реактивні, що дає змогу створювати акумулятори з принципово іншими, поліпшеними характеристиками. Головна проблема досі полягала у відсутності матеріалу, який міг би безпроблемно проводити ці іони за кімнатної температури.
Китайські фахівці знайшли відповідь. Це композит, що складається з менш стабільного гідриду церію, покритого високостійкою оболонкою з гідриду барію. Ця структура, за словами дослідників, поєднує всі необхідні властивості для ідеального електроліту — високу провідність і стабільність.
Які результати та перспективи нової технології?
Експериментальні дані засвідчили, що питома ємність нової батареї — тобто кількість заряду, яку вона може зберігати на одиницю маси — сягає 984 мАг/г. Для порівняння, у сучасних літій-іонних акумуляторів цей показник становить 150-300 мАг/г, що свідчить про шестиразовий приріст.
Інженери вже зібрали багатошарову батарею цього типу з напругою 1,9 В, яка змогла запалити світлодіод, довівши практичну застосовність технології. Важливий плюс розробки — безпека. Використання водню як носія заряду докорінно виключає утворення дендритів — голчастих наростів, які часто стають причиною коротких замикань і загорянь у літій-іонних АКБ. Хоча після 20 циклів ємність прототипу знизилася, вчені впевнені, що зможуть вирішити цей нюанс, використовуючи напрацювання зі сфери зберігання водню.
Цей прорив здатний відкрити можливості для виробництва нового покоління більш ємних, стабільних і довговічних акумуляторів для електроніки, електротранспорту та систем зберігання енергії.
