Гибкие, безопасные и быстро заряжающиеся аккумуляторы

Источник: http://www.bbc.com/news/science-environment-32204707, 07.04.2015

Ученые из Стенфордского университета создали быстро заряжающиеся гибкие алюминиевые аккумуляторы, которые, по их словам, будут дешевой и безопасной альтернативой существующим батареям.

Продемонстрированный прототип представляет собой мягкий пакет или конверт, в котором находятся два электрода — один алюминиевый, а второй в виде графитовой пены, и все это погружено в специальный солевой раствор.

Новая батарея заряжается менее чем за минуту, очень безопасна и надежна в сравнении с литий-ионными батареями, но пока что обеспечивает только вдвое меньшее напряжение.

Сообщение об этой разработке опубликовано в журнале Nature.

«Мы разработали алюминиевый аккумулятор, который может заменить существующие устройства накопления энергии, такие как щелочные батареи, которые опасны для окружающей среды, и литий-ионные батареи, которые могут иногда взрываться», заявил один из авторов разработки, профессор Hongjie Dai из Стенфордского университета в Калифорнии. «Наш новый аккумулятор не загорится, даже если вы просверлите его.»

Действительно, показанное изобретателями видео демонстрирует, что батарея продолжает некоторое время работать даже после того, как ее просверлят.

Из-за легкости и дешевизны алюминий привлекал интерес разработчиков аккумуляторов уже давно, но до сих пор не удавалось создать жизнеспособный продукт.

Ключевым моментом создания нового изобретения стал материал для второго, положительного электрода (катода), в то время как алюминий используется в аноде. Применение графита, — материала, состоящего из углерода, в котором атомы образуют тонкие, плоские пластины, — позволило получить очень хорошую производительность. К тому же графит, подобно алюминию, легок, дешев и широко распространен.

Катод представляет собой графитовую губку (снимок сделан под микроскопом, белая полоска на вставке имеет длину 1 см, на основном изображении — 0,3 мм)

«Электролитом служит жидкая соль, которая остается жидкой при комнатной температуре, так что это очень безопасно», говорит Ming Gong, еще один из авторов изобретения. Это отличает новые аккумулятора от литий-ионных, которые содержат легко воспламеняющиеся электролиты.

Новые аккумуляторы выдерживают 7500 полных циклов зарядки без потери качества, что в несколько раз больше, чем у литий-ионных батарей.

Однако до промышленного изготовления таких батарей потребуется еще несколько лет исследований.