Новые батареи будут служить вдвое дольше литий-ионных: как удалось этого добиться

Это серьезная заявка на коммерчески успешную альтернативу литий-ионным аккумуляторам, пишет interestingengineering.com. Новую батарею разработали исследователи из Сиднейского технологического университета (Австралия) и Манчестерского университета (Великобритания).

Цинк-ионные батареи – технология будущего

Принято считать, что цинк-ионные батареи – это более безопасная, более дешевая и, к тому же, более экологичная альтернатива легковоспламеняющимся литий-ионным батареям. Это особенно актуально для крупномасштабного хранения энергии (например, солнечной или ветровой энергии в электросети).

Но есть и серьезный минус – цинк-ионные аккумуляторы обычно изнашиваются слишком быстро, так как их внутренние компоненты деградируют из-за повторяющихся циклов зарядки и разрядки. Эту проблему и способна решить батарея нового типа – ведь она может выдержать 5000 циклов зарядки/разрядки, сохраняя при этом высокую емкость.

Как создавали новую батарею

По словам самих исследователей, они использовали так называемый двумерный (2D) суперрешеточный материал.

Такой материал состоит из слоев оксида марганца и графена. Первый — оксид переходного металла, обычно используемый в аккумуляторах, а второй — сверхпрочный, тонкий углеродный лист. Вместе они образуют «суперрешетку», которая представляет собой тщательно спроектированный «сэндвич» из материалов толщиной всего в несколько атомов.

Также ученым помогло явление, известное как эффект Яна-Теллера. Это квантовое явление, которое заставляет определенные атомы деформироваться, когда они находятся в определенной среде. В целом эффект Яна-Теллера поясняет, почему некоторые молекулы и кристаллы имеют определенные геометрические формы и почему их свойства могут изменяться в зависимости от внешних условий.

В случае с созданием новой батареи ученые использовали эффект Яна-Теллера по всей структуре материала, который таким образом получил гибкий каркас (который гнется, но не ломается). Батарея может служить намного дольше, а так как в ней используются низкотемпературные и нетоксичные методы, процесс ее производства становится более простым и чистым.

Также Фокус писал, что в США создали литиевую батарею, которая будет служить рекордно долго. Пилотный завод для производства новых батарей строит базирующаяся в Бостоне компания Pure Lithium.