Одной из основных характеристик любого телефона, планшета или ноутбука является время автономной работы, т.е. какой литий-ионный аккумулятор (Li-ion) в неё встроен. Батареям на основе лития уже почти 30 лет, а учёные всё пытаются побольше выжать из них, чтобы наши любимые гаджеты работали всё дольше и дольше.
О последних достижениях в батареестроении сигнализируют нам из Университета Уотерлу, что в Канаде, где заняты разработкой литий-кислородных батарей (Li-O₂). У таких батарей высокая теоретическая плотность энергии, а то, что они очень лёгкие, сделало их главной надеждой для всех любителей аккумуляторов. Однако, такие батареи не слишком надёжны и выдерживают небольшое количество циклов зарядки-разрядки. Проблема в образующихся в ходе работы супероксиде LiO₂ и пероксиде лития Li₂O₂, которые взаимодействуют с пористым углеродным катодом, что приводит разрушению электрохимической ячейки. Кроме того, супероксид потребляет органический электролит в процессе работы, что также уменьшает количество перезарядок.
Учёные из Канады заменили органический электролит на более стабильный расплав неорганической соли, а пористый углеродный катод на бифункциональный катализатор на основе оксида металла. И оказалось, что при работе батареи при 150 °C, вместо Li₂O₂ образуется более стабильный оксид лития Li₂O. Для желающих углубиться, на схеме показан механизм этого, состоящий из диффузии кислорода на поверхность, его восстановления до пероксида лития и его частичной десорбции, диспропорционирования на кислород и оксид, с дальнейшим транспортом в электролит.
Именно сохранение кислорода в виде оксида лития Li₂O вместо пероксида лития Li₂O₂ позволяет батарее не только поддерживать 150 циклов перезарядки, но и достигать максимального четырехэлектронного переноса в системе, тем самым позволяя увеличить ёмкость литий-кислородных батарей на 50% с кулоновской эффективность до 100%.
Так что помни, супер литий-кислородные батареи уже сейчас могут быть полезны, если… надо воды вскипятить. Да и то, не слишком много раз. пока 150.
Инфа отсюда.