Способна выдержать 500 циклов перезарядки первая полностью перезаряжаемая углекислотная батарея

Поиск передовых материалов, которые могут вывести технологию батарей на новый уровень, привел ученых к некоторым интересным идеям, включая проекты, вдохновленные человеческим позвоночником, и другие, в которых ключевые компоненты представлены в виде структуры нано цепей.

И еще один проект основан на материале, который мы производим с применением углекислого газа, и именно при помощи него ученым удалось создать батарею, способную перезаряжаться 500 раз.

Кратко о проекте

Обещая более чем семикратную плотность энергии, чем современных типичных литий-ионных конструкций, существует значительный интерес к разработке литий-углекислотных батарей. И в прошлом исследования показали некоторые обнадеживающие результаты, с прорывом, на который мы смотрели в прошлом году, из одного недавнего примера, продемонстрированного MIT.

Эта команда инженеров-механиков впервые предложила новый тип электрохимической реакции, которая увеличила напряжение разряда и фактически превратила диоксид углерода в твердый карбонатный материал. Исследователи отметили один недостаток конструкции батареи, заключающийся в способности работать только 10 циклов до выхода из строя.

Команда из Университета Иллинойса в Чикаго (UIC) теперь утверждает, что разработала первую литиево-углекислотную батарею, способную к полной перезарядке. Техническая проблема, которую исследователи преодолели, основывается на склонности этих батарей быстро выходить из строя из-за накопления углерода на катализаторе во время зарядки.

Устраненные недостатки

«Накопление углерода не только блокирует активные центры катализатора и предотвращает диффузию углекислого газа, но также вызывает разложение электролита в заряженном состоянии», - сказала Алиреза Ахмадипаридари, первый автор статьи и аспирант инженерного колледжа МСЖД. Исследователи выяснили, что способ обойти это - представить новые материалы, которые поддерживают способность батареи перерабатывать эти ресурсы снова и снова.

Это означало интеграцию нанофлаков дисульфида молибдена в катодный катализатор и использование гибридного электролита нового типа из ионной жидкости и диметилсульфоксида. Эта комбинация, по словам исследователей, приводит к тому, что батарея вырабатывает композит, состоящий из нескольких компонентов, а не отдельных продуктов, в результате чего углерод естественным образом включается в процесс переработки, а не сам по себе создает вредоносное накопление на катализаторе батареи.

Все прошло настолько успешно, что ученые смогли перезарядить свой прототип батареи, пройдя 500 последовательных циклов. «Наша уникальная комбинация материалов позволит сделать первую литиево-углекислотную батарею с нейтральным содержанием углерода с гораздо большей эффективностью и длительным сроком службы, что позволит использовать ее в современных системах накопления энергии», - говорит доцент кафедры машиностроения и промышленного машиностроения, Салехи-Ходжин.

Эти исследования далеки от коммерческого производства и при этом на уровень углекислого газа в атмосфере. Тем не менее, они обеспечивают еще одно проверенное на практике устройство накопления энергии для батареи следующего поколения, наряду с еще одним возможным способом, которым мы могли бы однажды направить углекислый газ в нечто более полезное.