Експериментальний хлорний акумулятор утримує в 6 разів більше заряду, ніж літій-іонні

Вчені Стенфордського університету, експериментують з архітектурою одноразових батарей, розробили нову версію, яка не тільки перезаряжаема, але і володіє приблизно в шість разів більшою ємністю, ніж сучасні літій-іонні рішення. Прорив пов'язаний зі стабілізацією реакцій летючого хлору в пристрої і може стати основою для високопродуктивних батарей, здатних живити смартфони протягом тижня.

Нова батарея описується як хлор-лужний метал, і заснована на хімії, яка вперше з'явилася в 1970-х роках під назвою літій-тіонілхлорид. Ці батареї високо цінуються за високу щільність енергії, але в їх основі лежить високореактивний хлор, який робить їх придатними лише для одноразового для використання.

що досліджували

У звичайній перезаряджається батареї електрони переходять від стану до стану під час розрядки, а потім повертаються у вихідну форму при перезарядці батареї. Однак в цьому випадку хлорид натрію або хлорид літію перетворюється в хлор, який дуже реактивний і не може бути перетворений назад в хлорид з великою ефективністю.

Автори нового дослідження, можливо, знайшли рішення цієї проблеми. Команда експериментувала з хлоридом натрію і хлором, щоб спробувати поліпшити характеристики батареї, але виявила, що хімічна речовина фактично стабілізувався, що дозволило батареї в деякій мірі перезаряджатимуться. Подальші дослідження привели команду до розробки нового електродного матеріалу з пористого вуглецю, який діє як губка, вбираючи нестійкі молекули хлору і надійно зберігаючи їх для подальшого перетворення в натрій.

чого домоглися

В ході експериментів команда продемонструвала дуже високу щільність енергії для прототипу батареї: 1200 мАч на грам електродного матеріалу, що приблизно в шість разів більше, ніж у сучасних літій-іонних батарей.

Команда розробників вважає, що батарея може знайти застосування в слухових апаратах або пультах дистанційного управління, а також використовуватися для живлення пристроїв, що вимагають лише рідкісної підзарядки, наприклад, супутників або віддалених датчиків, які можна заряджати від сонячної енергії. Для використання в смартфонах і електромобілях вченим необхідно збільшити розмір батареї і розробити відповідну структуру, а також збільшити кількість безпечних циклів її роботи.

джерело: stanford