Органика и вода – вот что сделает новые аккумуляторы намного дешевле

24Декабря2015

Автор: Становой Сергей

C изобретением литий-ионных аккумуляторов многие, наверное, подумали: «Вот, наконец то, человечество изобрело практически идеальный элемент питания». Но, в этой фразе ключевым оказалось не слово «идеальный», а слово «практически». И по прошествии определенного времени обнаружились существенные недостатки этой технологии. И вот уже на протяжении многих лет ученые и исследователи пытаются устранить их. Однако некоторые из них вовсе не считают, что литий-ионная технология является самодостаточной.

Так ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в США (PNNL) создали совершенно другие аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется органика и вода. Новые элементы питания более дешевы в изготовлении, и так как содержат по большей части природные компоненты – безопасны для окружающей среды.

Конструкция новой батареи из-за использования такого необычного материала, также отличается от стандартной. Активные составляющие в виде органической жидкости хранятся в двух разных баках. Они содержат в себе электрические заряды различных знаков. Положительно заряженную жидкость ученые назвали Catholyte, а отрицательно заряженную – Anolyte. По трубопроводам они поступают в общий бак, разделенный пополам специальной мембраной.

Суть работы новой технологии в том, что два органических состава, имеющих различные по знаку заряженные частицы, не смешиваясь, контактируют через мембрану между собой. В процессе этого контакта они обмениваются ионами. И в результате этого обмена собственно и вырабатывается электрическая энергия. Посредством расположенных по обеим бокам  центрального бака электродов эту энергию можно использовать для питания различных электронных устройств.

Зарядка нового аккумулятора происходит также как и традиционного – посредством воздействия электрического напряжения через электроды на активный компонент батареи, в данном случае – органические жидкости.

Работоспособность и эффективность новой технологии исследователи проверили на небольшом прототипе аккумулятора мощностью 0,6 Вт. Батарея при 100 тестовых циклах заряда/разряда показала плотность тока до 100 мА на квадратный сантиметр. В дальнейших планах американских ученых создать существенно более мощный прототип и проверить новую технологию в реальных условиях хранения больших объемов электричества.

Источник информации: PNNL (www.pnl.gov)