Алюминиевая батарея заменит литий

Впервые создан безопасный и эффективный аккумулятор на основе алюминия. По заявлению ученых, новый накопитель энергии будет недорогим и не загорится, даже если пользователь его просверлит.

Ученые из Стенфордского университета сообщили о создании первого высокопроизводительного литий-алюминиевого аккумулятора, который может заменить современные литий-ионные и щелочные батареи. Новый аккумулятор заряжается за минуты и выдерживает более 7500 циклов заряд/разряд без потери емкости. Для сравнения, типичный литий-ионный аккумулятор способен выдержать около 1000 циклов.

Одно из главных преимуществ алюминиевой батареи — пожаробезопасность. Как известно, при соприкосновении с влагой в воздухе, начинка литий-ионных аккумуляторов может воспламениться. Новая батарея в этом плане полностью безопасна. Для подтверждения разработчики даже просверлили работающий аккумулятор. Он не только не загорелся, но и некоторое время продолжал работать, пока не вытек электролит.

Другой особенностью алюминиевой батареи является ее гибкость. Аккумулятор можно сгибать и даже складывать, как лист бумаги. Ну и, конечно, алюминий намного дешевле лития, а значит появляется возможность создании дешевых и долговечных аккумуляторов для электромобилей, домашних систем хранения энергии, электростанций на альтернативных источниках энергии. Расчеты показывают, что алюминиевые аккумуляторы могут выдержать десятки тысяч циклов заряд/разряд, так что, возможно, действительно идет речь о долгожданном прорыве в области хранения электроэнергии.

Один из авторов разработки постдок Юнгпен Ву (Yingpen Wu)

До сих пор алюминиевые аккумуляторы в лабораторных условиях работали не дольше 100 циклов. Ученые долгое время не могли подобрать материал для катода, который мог бы выдержать многократный заряд/разряд в алюминиевой батарее. Как оказалось, решение было очень простым. В своем аккумуляторе исследователи из Стэнфорда использовали для катода обычный графит. В итоге новый аккумулятор имеет простую конструкцию и сделан из дешевых доступных материалов: алюминиевый анод, графитовый катод и жидкий электролит в гибком полимерном корпусе. Электролит, в основном, состоит из соли и не пожароопасен.

Единственный недостаток нового аккумулятора — невысокое напряжение. В настоящее время алюминиевый аккумулятор производит около 2 В — это примерно половина от напряжения типичного литиевого источника питания. Ученые уверены, что улучшение производительности катода поможет повысить напряжение алюминиевого аккумулятора. При этом новый тип аккумулятора уже можно использовать в ряде приложений, например, для замены батареек AA и AAA, которые имеют напряжение 1,5 В.