Літій-іонні батареї, які живлять велику частину сучасного світу, значно полегшують нам життя. Але вчені продовжують експериментувати з їх складом в пошуках пристроїв, які стануть менш дорогими й більш безпечними для навколишнього середовища.
Команда з Університету Центральної Флориди (UCF) запропонувала проєкт, який відповідає обом критеріям завдяки використання морської води замість класичних електролітів, а також нового анода, що підвищує довговічність пристрою.
Усередині батареї знаходиться розчин електроліту, який переносить електричний заряд між двома електродами, катодом і анодом. Зазвичай в цьому розчині містяться легкозаймисті розчинники, що створюють ризик загоряння, а також токсичні речовини, що несуть ризик заподіювання шкоди навколишньому середовищу, старі батареї викидають на смітник.
Безпечнішою і екологічно чистою альтернативою було б використання морської води в якості розчину електроліту, і в останні роки вчені домоглися в цьому напрямку вражаючих успіхів. Команда з дослідницької лабораторії армії США, наприклад, працює над батареями з електролітами на основі солоної води протягом декількох років і поступово підвищує їх напругу до такої міри, що вони можуть живити побутові прилади – тобто приносити реальну користь.
Команда UCF переслідувала аналогічну мету з так званої цинковою батареєю на водній основі. Однак проблеми з цими пристроями пов’язані з ростом цинку на аноді батареї під час роботи, що негативно позначається на її довговічності та загальному терміні служби.
Вчені вважають, що, використовуючи замість цього анод, покритий наносплавом цинку і марганцю, вони знайшли спосіб обійти цю проблему. Ця конструкція зарекомендувала себе і зберігала стабільність протягом 1000 годин циклів зарядки і розрядки при високому струмі, не виявляючи ніяких ознак погіршення характеристик.
«Ми розробили міцний і надійний 3D-електрод, який можна використовувати для акумуляторів з морською водою в екстремальних умовах», – каже автор дослідження Ян Ян. Він бачить можливості використання подібної технології для живлення підводних апаратів, але також вважає, що при подальшому розвитку цинк-марганцевий сплав також може виявитися корисним в акумуляторах не водної основи.
Натхнення: www.popmech.ru