Аккумуляторные батареи на основе соленой воды могли бы революционизировать рынок систем хранения электроэнергии

Во всем мире ученые занимаются поиском безопасных и дешевых альтернатив традиционным батареям.

Недавно исследователи из Сиднея представили новую цинко-воздушную батарею. А одна из израильских компаний делает ставку на наноматериалы и специальные органические соединения. Однако, два швейцарских исследователя пошли новым путем и намерены использовать воду в качестве электролита — казалось бы, очень легкое решение. Потому что вода не только доступна везде и подходит для использования в качестве проводника ионов, но еще и недорогая, и негорючая. Однако у воды есть недостаток, который значительно затрудняет ее использование в аккумуляторных батареях. Она могла бы стать безопасным электролитом, если бы не свойство сохранять химическую стабильность только при напряжении до 1,23 В. То есть, водяные ячейки выдают в 3 раза меньше мощности, чем литий-ионные аналоги на 3,7 В.

Но после некоторых испытаний они обнаружили, что соленый электролит должен быть жидким и в то же время высококонцентрированным, чтобы в нем не было «лишней» воды. Кюнель т Ребер использовали специальную соль, натрий FSI (бис (фторсульфонил) имид натрия). Вещество хорошо растворяется в воде. При соотношении семи граммов соли и одного грамма воды образовывалась жидкость, в которой почти отсутствовали свободные молекулы воды.

При проведении эксперимента ученые заметили, что раствор сохраняет электрохимическую стабильность при напряжении до 2,6 В, что примерно в два раза больше, чем у других водных электролитов. Поэтому такое решение можно было бы использовать для дешевых и в то же время безопасных батарейных ячеек. При этом важную роль играет то, что натриевые FSI-ячейки более безопасны, чем обычные литий-ионные батареи, и, следовательно, их намного легче произвести.

Система уже прошла несколько циклов разрядки-зарядки в лаборатории, сообщает Empa. Однако пока аноды и катоды испытываются отдельно. Только на следующем этапе исследователи намерены объединить обе части в одну аккумуляторную батарею. Если эти эксперименты пройдут также хорошо, то создание аккумуляторной батареи на основе соленой воды может оказаться в пределах досягаемости.