Ученым удалось разработать литий-воздушный аккумулятор с плотностью энергии более 500 Втч/кг
Японским учёным из National Institute for Materials Science (NIMS) удалось разработать литий-воздушный аккумулятор с энергетической плотностью более 500 Втч/кг. Это существенно выше, чем у современных моделей литий-ионных аккумуляторных батарей. Кроме того, исследователи подтвердили на практике, что заряд и разряд этого аккумулятора можно выполнять при комнатной температуре. При этом батарея демонстрирует лучшие характеристики долговечности из когда-либо достигнутых для аккумуляторов данного типа. Результаты исследования означают, что сделан важный шаг к практическому применению литий-воздушных АКБ.
Потенциально литий-воздушные аккумуляторы могут стать одними из лучших в семействе литиевых батарей. Они имеют небольшой вес и высокую ёмкость. Теоретическая плотность энергии этих аккумуляторов в несколько раз выше, чем у современных литий-ионных моделей. Если эта технология будет доведена до серийного производства, то найдет широкое применение в таких сферах, как электромобили, летающие дроны, бытовые системы хранения электроэнергии и т. п.
Сотрудники NIMS занимаются фундаментальными исследованиями литий-воздушных аккумуляторов при поддержке в рамках программы ALCA-SPRING (ALCA: Advanced Low Carbon Technology Research and Development Program, SPRING: Specially Promoted Research for Innovative Next Generation Batteries). Это программа финансируется Японским агентством по науке и технологиям (JST) для того чтобы, чтобы ускорить разработку аккумуляторных батарей с большой ёмкостью.
В 2018 году NIMS и Softbank стали соучредителями центра разработки передовых технологий для расширения практического использования литий-воздушных аккумуляторов в мобильных телефонах, Интернете вещей (IoT), HAPS и прочих направлениях. Несмотря на очень высокую теоретическую плотность энергии, на данный момент было изготовлено и протестировано небольшое количество прототипов литий-воздушные батарей. Такой незначительный успех объясняется тем, что большую часть веса литий воздушных АКБ составляют тяжёлые неактивные компоненты (например, сепараторы и электролиты). Они не принимают участия непосредственно в электрохимических реакциях.
Ранее эта же исследовательская группы разработала оригинальные материалы для аккумуляторов. С их помощью удалось существенно повысить производительность литий-воздушных аккумуляторов в серии исследований, поддерживаемых ALCA-SPRING. После этого команды учёных разработала метод изготовления литий-воздушных элементов с высокой плотностью энергии в Центре разработки передовых технологий NIMS-SoftBank.
Наконец, они создали новую литий-воздушную аккумуляторную батарею, объединив новые материалы и предложенную ими же технологию изготовления. Полученный аккумулятор продемонстрировал энергетическую плотность более 500 Втч/кг, что существенно превышает аналогичные показатели у современных литий-ионных аккумуляторов. Реакции заряда-разряда протекают при комнатной температуре.
В настоящий момент исследователи работают над созданием материалов для аккумуляторов с более высокими характеристиками. В дальнейшем они планируют интегрировать эти материалы в разработанный ими литий-воздушный аккумулятор. Это позволит существенно увеличить его срок службы. После этого исследовательская группа сосредоточит усилия по развитию практического использования аккумулятора в Центре разработки передовых технологий NIMS-SoftBank.
Проектом занимались учёные под руководством старшего научного сотрудника NIMS Шоити Мацуда (Shoichi Matsuda). Под его руководством работали Манаи Оно (Manai Ono), Сёдзи Ямагути (Shoji Yamaguchi), Кохей Уосаки (Kohei Uosaki). Работа была профинансирована в рамках программы JST ALCA-SPRING и Центром развития передовых технологий NIMS-SoftBank. Результаты и выводы можно посмотреть по ссылке.
(голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
