Специалисты из Йоркского университета недавно заявили о том, что разработали способ сделать литиевые аккумуляторы более экологически чистыми. При этом они должны сохранить свою емкость, производительность и стабильную работу. Речь идет о создании новой органической молекулы на базе углерода. Учёные считают, что новый материал способен заменить кобальт, который в настоящее время используется в катодах литий-ионных аккумуляторов. Новый материал должен устранить минусы кобальта и сохранить производительность аккумуляторных батарей.
В составе современных литий-ионных батарей используются токсичные тяжелые металлы. Их сложно утилизировать. И после того, как аккумулятор отработал свой срок службы, они могут попасть в окружающую среду и оказать отрицательное воздействие на неё. Одним из таких металлов является кобальт. Кроме того, запасы кобальта постоянно сокращаются, а цена на него растет.
Поэтому в Йорском университете работают над использованием органических материалов в Li-Ion АКБ вместо редких металлов. Они являются довольно перспективными и безопасными для окружающей среды. Электроды из органических материалов можно выпускать крупносерийно, а после использования легко перерабатывать и утилизировать. Основной задачей в настоящее время является создание стабильно работающих аккумуляторов с сохранением имеющихся энергетических характеристик.
Информацию об исследованиях по этому поводу выпустил журнал Batteries & Supercaps в своём мартовском выпуске. Руководителем проекта является профессор Томас Баумгартнер. Он заявил, что ему удалось создать электроактивный компонент, хорошо подходящий для аккумуляторных батарей. Он длительное время находится в стабильном состоянии и хорошо сохраняет электрический заряд. Несколько ранее ученые публиковали информацию о своих исследованиях в журнале Advanced Energy Materials.
Новый электроактивный компонент был оптимизирован и помещен в аккумулятор. Он имеет напряжение вплоть до отметки 3,5 вольта, что и требуется для современных литий-ионных моделей. По мнению самих исследователей, они сделали серьёзный шаг вперед для создания органических стабильных литиевых аккумуляторов.
Профессор Баумгартнер, а также Колин Брайдс и Моника Столар продемонстрировали в своих экспериментах, что новый материал имеет стабильность при длительной эксплуатации. Аккумуляторы на его основе имеют ресурс до 500 циклов заряда и разряда.
Помимо своей безвредности для окружающей среды, новый материал имеет еще один серьезный плюс. Если электроды с использованием тяжёлых металлов выделяют существенное количество тепла при заряде и требуют ограничения скорости разряда, то новый материал лишен этого недостатка.
Следующим этапом работ исследователи видят увеличение производительности аккумуляторных батарей на базе органического материала. Они ведут разработки в направлении увеличения емкости.