Новости химической науки > Новый класс аккумуляторов

Американские ученые изобрели новый тип аккумулятора. Так называемые «расплавленные воздушные аккумуляторы» («molten air batteries») отличаются самой высокие емкостью заряда среди всех типов существующих в настоящее время аккумуляторов.

Дешевые батареи, отличающиеся большей удельной ёмкостью заряда/энергии необходимы для применения во многих областях. Так, например, единственным препятствием к крупномасштабному внедрению электромобилей, является сравнительно небольшое расстояние, которое может проехать такое транспортное средство, прежде чем его аккумулятор необходимо будет перезарядить.

Рисунок из Energy Environ. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3ee42654h

Стюарт Лихт (Stuart Licht) из Университета Джорджа Вашингтона считает, что разработанные в ее группе расплавленные воздушные аккумуляторы могли бы решить эту задачу. Исследователи создали три различные версии аккумулятора, используя в качестве жидкого электролита железо, углерод или борид ванадия. Аналогично металл-воздушным аккумуляторам в расплавленных воздушных аккумуляторов в качестве катодного материала используется кислород воздуха, который замещает внешний окислитель, что позволяет уменьшить массу источника питания. По аналогии с воздушными батареями на основе борида ванадия новые аккумуляторы отличаются высокой энергетическую плотностью, и могут накапливать большое количество носителей заряда на единицу массы аккумулятора.

Еще одним важным преимуществом расплавленных воздушных батарей является то, что в отличие от некоторых других высокоэнергетических источников питания, жидкий аккумулятор является перезаряжаемым. Высокая электрохимическая активность жидких электролитов в таких аккумуляторах дает возможность электронам попадать обратно в запасающий электроны материал.

Лихт говорит, что высокая емкость новых аккумуляторов к накоплению является практически экстраординарной. Лихт также был удивлен стабильности компонентов, сделанных из стальной и никелевой фольги по отношению к широкому кругу жидких электролитов.

Дерек Фрей (Derek Fray), эксперт в области расплавов солей из Кембриджского университета в Великобритании, говорит, что представленная работа является первым сообщением о перезаряжаемых высокотемпературных воздушных батареях. По мнению Фрей, будет интересно наблюдать за дальнейшим техническим развитием этого важного новаторского решения.

В настоящее время группа Лихта работает над дальнейшим изучением принципов действия и возможностей инженерного обеспечения новых разработанных в ее группе источников питания. Исследовательская группа Лихта считает, что их работа будет стимулировать других ученых к исследованию химических процессов, лежащих в основе работы альтернативных жидких воздушных аккумуляторов. Лихт уверен, что основные компоненты – неорганические соли, никель и сталь – являются легкодоступными и дешевыми материалами. Таким образом, по мнению Лихта, новые источники питания можно будет увидеть в эксплуатации уже буквально через два года.

Источник: Energy Environ. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3ee42654h

метки статьи: #физическая химия, #химическая технология, #электрохимия