Опытный образец аккумулятора, который может полностью заряжаться и разряжаться всего за несколько секунд, состоит лишь из соленой воды и нетоксичных полимеров. Дополнительной особенностью является изменение цвета компонентов в зависимости от уровня заряда, что служит наглядным индикатором.
В настоящее время наиболее распространенными являются литий-ионные аккумуляторы. Хотя они обладают относительно высокими показателями емкости, но медленно накапливают и отдают энергию, а также содержат вредные и легковоспламеняющиеся материалы, что усложняет их утилизацию. Однако недавно команда исследователей из Имперского колледжа Лондона создала прототип нового типа аккумулятора, используя лишь тонкие пленки специального пластика и электролиты на водной основе.
Прорыву способствовала разработка полимерных материалов, которые способны высвобождать и поглощать ионы соленой воды, быстро и обратимо, не разрушаясь. При зарядке ионы притягиваются к противоположно заряженным электродам и изначально ученые столкнулись с проблемой обратимости этого процесса.
Для ее решения команда разработала боковые цепи, прикрепленные к проводящим полимерным «магистралям». Используя полярные материалы, они создавали электроды с высоким сродством к воде. Благодаря этому они изготовили положительные и отрицательные электроды, которые могут взаимодействовать с противоположными ионами из воды. Поскольку полимерные каркасы были уже гибкими, расширяясь и сжимаясь в процессе работы, то никаких дополнительных примесей не потребовалось.
Представленный прототип может очень быстро заряжаться и разряжаться, нетоксичен и не подвержен возгоранию, но обладает меньшими показателями энергоемкости, чем литий-ионные аккумуляторы. Особенностью нового варианта также является изменение цвета компонентов в процессе работы, что позволяет визуально определить текущий уровень заряда.
Хотя технология не сможет вытеснить более эффективные типы аккумуляторов, но ее уникальные свойства могут быть использованы в различных областях. Такие устройства могут стать дополнительным вариантом экологических накопителей для солнечных батарей, ветрогенераторов или электромобилей, позволяя использовать энергию торможения для ускорения, спустя всего пару секунд. К тому же такие аккумуляторы могут иметь достаточно большие размеры.
Далее исследователи займутся проверкой максимального потенциала накопления заряда.
Напомним, что ранее Honda заявила разработке нового типа аккумулятора, который хранит в 10 раз больше энергии, чем литиевый.