У электроэнергии есть один главный недостаток – её очень сложно хранить. На сегодняшний день главным решением являются литий-ионные батареи: именно за их разработку была вручена Нобелевская премия в 2019 году. Благодаря постоянной доработке этого замечательного изобретения, мы имеем ноутбуки, телефоны и электромобили (последние, к сожалению, пока не так распространены, как хотелось бы). Но, несмотря на все их преимущества, литий-ионные батареи обладают некоторыми недостатками. Например, чтобы в течение недели обеспечивать энергией ваш дом, понадобилась бы гигантская батарея весом в несколько тонн! Кроме того, постоянно растущая цена на необходимый в производстве кобальт накладывает определённые финансовые ограничения.
Выход есть!
Новое изобретение, названное двуионными батареями (Dual-ion batteries, DIBs) может стать большим шагом в развитии долгосрочного сохранения электроэнергии. Главным их отличием от классических батареек стало существенное изменение принципа действия. В то время как в литий-ионных батареях энергия сохраняется благодаря перемещению в электролите катионов (положительных ионов лития), в новых двуионных батареях в процессе участвуют как катионы, так и анионы. Кроме того, новый состав электролита позволил учёным увеличить напряжение и длительность работы устройства.
Вперед, в светлое будущее
Электроды для новых батарей можно изготавливать из более дешёвых, легкодоступных и экологичных материалов. Несмотря на то, что первые прототипы двуионных батарей также основаны на литии, учёные уже разработали и другие, более дешёвые соединения, основанные на натрии, калии и алюминии, которые способны его заменить.
Учёным предстоит ещё долгая работа по улучшению нового устройства, однако DIBs имеет хорошие шансы встать на замену привычных нам батареек: изобретение уже привлекло внимание Tesla, китайские учёные заявили о разработке собственного прототипа, а японские корпорации Power Japan Plus и Ricoh инвестировали в изобретение крупные суммы.
В публикации использован перевод статьи: https://www.degruyter.com/view/journals/ci/42/4/article-p3.xml