Авторизация
Наша группа Вконтакте
Наши партнеры
КРЫМ. СТРОЙИНДУСТРИЯ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ВЕСНА — 2016
02 ноя 16:55Технологии

Новый шанс для литиево-воздушных батарей

Новый шанс для литиево-воздушных батарей

Концепция литиево-кислородных или литиево-воздушных батарей была впервые предложена ещё в семидесятых годах прошлого века в качестве источника питания для электромобилей. Их привлекательность заключается в том, что теоретически они могут обладать очень высокой плотностью энергии.

Принцип работы таких батарей основан на взаимодействии литиевого анода с кислородом воздуха, в результате чего металл окисляется с образованием электронов и ионов. Затем ионы лития мигрируют через электролит к катоду из пористого углеродного материала, а электроны направляются во внешнюю цепь, превращаясь в генерируемое электричество.

Из-за того, что металлический литий обладает низкой плотностью, а окислитель располагается не внутри батареи, а в окружающем воздухе, данная система в теории может сохранить и потом выдать такое же количество энергии на килограмм своего веса, что и бензиновый двигатель. Теоретически с помощью литиево-воздушных батарей электромобили могли бы проезжать без подзарядки по 800 километров.

Впрочем, на практике крайне сложно достичь такой плотности энергии. Основной проблемой аккумуляторов данного типа стала их недолговечность. Ведь в ходе химических превращений идет образование побочных продуктов, засоряющих электроды и способных привести к короткому замыканию. Предельная длительность работы для подобных батарей равнялась всего нескольким десяткам циклов заряда-разряда.

Однако недавно команда ученых из Кембриджского университета под руководством профессора Клер Грей создала прототип литиево-воздушной батареи с некоторыми нововведениями. В частности, в качестве электролита ученые применили здесь органический растворитель диметоксиэтан с добавлением йодида лития. Если в более ранних прототипах на этапе реакции ионов лития с кислородом образовывался пероксид лития, который не разлагался и засорял катод, то теперь на катоде образуется гидроксид лития, который разлагается при подзарядке батареи.

Также благодаря составу нового электролита удалось избежать проблемы с высокой реакционной способностью лития, взаимодействовавшего с электролитом и разрушавшего его. В итоге продукты этих реакций выводили из строя анод более ранних версий аккумулятора. Теперь же этого не происходит. Еще одной инновацией стал материал катода - высокопористый графен, который позволил существенно увеличить емкость батареи, впрочем только для определенной скорости заряда и разряда.

Вместе с тем, еще остаются некоторые нерешенные проблемы, например, образование на аноде веретенообразных литиевых волокон, которые способны привести к взрыву аккумулятора. К тому же, новый прототип пока что может работать только в атмосфере чистого кислорода, так как составляющие воздуха, в частности азот и углекислый газ, оказывают отрицательное воздействие на металлический электрод.

Согласно данным исследователей, аккумулятор может отрабатывать более 2000 циклов заряда-разряда при незначительном снижении энергоэффективности и производительности (около 93%). При этом ячейка способна хранить в пять раз больше энергии, чем аналогичная в существующих аккумуляторах, к примеру, для электромобилей Тесла. Тем не менее ученым предстоит провести еще много фундаментальных исследований, чтобы доделать некоторые конструкционные моменты.

Рейтинг:
0
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Вопрос:
От чего дают энергию солнечные батареи?
Ответ:*
Важно ваше мнение
Какая на Ваш взгляд самая перспективная технология в энергетике?