Ученые создали аккумулятор-спрей и способную расти литий-ионную батарею
В последнее время новости о прорывах в области создания аккумуляторов появляются с завидной периодичностью. Ресурс EnergySafe старается обобщать информацию о самых перспективных исследованиях, которые в один прекрасный день могут перевернуть отрасль. Вот три проекта, которые заслуживают внимания.
Аккумулятор-спрей
Согласно информации издания Scientific American, ученые разработали техпроцесс нанесения аккумулятора в виде краски или спрея на рабочую поверхность (с помощью распыления). Команда специалистов из Университета Райса и Католического университета Лувена смогла разработать батарею на основе слоев жидких материалов, которые фактически распыляются на твердую поверхность и могут накапливать энергию.
Исследователи нанесли аккумулятор-спрей на стекло, гибкую и тонкую пленку, керамическую плитку, лист нержавеющей стали и даже на глиняную пивную кружку. Необычная батарея сохраняла работоспособность на всех поверхностях. В одном из экспериментов ученые даже подключили солнечные батареи к аккумулятору, а затем запитали от него
светодиодный дисплей.
В статье Scientific American говорится, что литий-оксид кобальта был использован в качестве катода, гелевый электролит - в качестве разделителя, литиевая окись титана стала анодом, а медь - токосъёмником. Если ученым удастся вынести технологию из лаборатории и коммерциализировать ее, у создателей тонкопленочных солнечных батарей появятся новые инструменты для интеграции своей продукции в окна и фасады зданий.
Сверхбыстрый железо-никелевый аккумулятор
Ученые Стэнфордского университета вдохнули новую жизнь в железо-никелевый аккумулятор, технология создания которого была разработана более века назад самим Томасом Эдисоном. Эдисон создал эту батарею для первых электрических транспортных средств. Некоторое время технология пользовалась спросом, но утратила актуальность в середине 70-х годов прошлого века. Сегодня лишь несколько компаний производят железо-никелевые батареи. В первую очередь аккумуляторы используются для хранения излишков электроэнергии от
солнечных батарей и ветряных турбин.
Аккумулятор Эдисона очень долговечный, но имеет ряд недостатков. Типичная батарея может заряжаться несколько часов, скорость разряда также очень мала. Команде из Стэнфордского университета удалось создать сверхбыстрый железо-никелевый аккумулятор, который может быть полностью заряжен за 2 минуты, а его разрядка занимает менее 30 секунд. Иными словами скорость работы батареи выросла почти в 1000 раз. Результаты исследования были опубликованы в очередном номере журнала Nature Communications.
Высокопроизводительный и недорогой аккумулятор может когда-нибудь быть использован в
электромобилях, как Эдисон первоначально и планировал.
Аккумулятор, который растет
Исследователи из Environmental Molecular Sciences Lab (EMSL) создали новый тип анода, который состоит из одиночных наночастиц кремния внутри углеродной оболочки. В официальном сообщении EMSL говорится, что архитектура напоминает "желток внутри яйца". Напомним, типовая батарея состоит из анода с одной стороны и катода с другой стороны, а также электролита между ними. В традиционных литиево-ионных батареях ионы лития перемещаются от анода к катоду через электролит, инициируя химические реакции, в результате которых высвобождаются электроны.
В батарее EMSL ионы лития перемещаются от катода через электролит, а также через углеродные оболочки к кремнию, который может вместить в десять раз больше ионов лития по сравнению с графитовыми (карбоновыми) электродами. Внутри углеродной оболочки остается достаточно свободного места, чтобы кремний мог увеличиваться в размере, когда батарея заряжается.
Источники:
EMSL,
Stanford University,
Scientific American
29 июня 2012
