Ваш телефон снова вот-вот разрядится, и вы не можете найти место, куда его подключить. Ваш ноутбук нагревается… может ли аккумулятор загореться? Как далеко от дома вы можете отъехать на своем электромобиле и не переживать об оставшемся заряде? По мере того, как подобные сценарии становятся все более распространенными, становится ясно, что нам нужны аккумуляторы, способные хранить больше, служить дольше и более безопасные в использовании. К счастью, на нашем пути появляются новые аккумуляторные технологии.
Давайте посмотрим на некоторые из них:
1. Аккумуляторы с кремнийорганическим электролитом
Проблема с литиевыми батареями заключается в опасности воспламенения или взрыва электролита. В поисках чего-то более безопасного, чем система растворителей на основе карбоната в литий-ионных батареях, профессора химии Университета Висконсон-Мэдисон Роберт Хамерс и Роберт Уэст разработали жидкие растворители на основе кремнийорганических соединений (ОС). Полученные электролиты могут быть разработаны на молекулярном уровне для промышленных, военных и потребительских литий-ионных аккумуляторов.
2. Литий-вольфрамовые батареи NanoBolt
Работая над материалами для анодов батарей, исследователи из N1 Technologies, Inc. добавили вольфрамовые и углеродные многослойные нанотрубки, которые соединяются с медной подложкой анода и создают паутинную наноструктуру. Это формирует огромную поверхность, к которой может прикрепляться большее количество ионов во время циклов перезарядки и разрядки. Это ускоряет перезарядку литий- вольфрамовой батареи NanoBolt , а также сохраняет больше энергии.
Нанотрубки готовы к разрезанию по размеру для использования в любой конструкции литиевой батареи.
3. Аккумуляторы TankTwo String Cell™
Препятствием для использования электромобилей (EV) является медленный процесс подзарядки. В поисках способа превратить часы в минуты, TankTwo задумалась о модульности батареи. Их батарея String Cell™ содержит набор небольших независимых самоорганизующихся ячеек. Каждая струнная ячейка состоит из пластикового корпуса, покрытого токопроводящим материалом, что позволяет ей быстро и легко устанавливать контакты с другими. Внутренний блок обработки управляет соединениями в электрохимической ячейке. Чтобы облегчить быструю зарядку электромобиля, маленькие шарики, содержащиеся в аккумуляторе, извлекаются и заменяются перезаряжаемыми элементами на станции технического обслуживания. На станции аккумуляторы можно подзарядить в непиковые часы.
4. Цинк-марганцевые оксидные батареи
Как на самом деле работает батарея? Исследуя общепринятые предположения, группа из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США обнаружила неожиданную химическую реакцию превращения в батарее из оксида цинка-марганца. Если этот процесс можно контролировать, он может увеличить плотность энергии в обычных батареях без увеличения стоимости. Это делает батарею из оксида цинка-марганца возможной альтернативой литий-ионным и свинцово-кислотным батареям, особенно для крупномасштабного хранения энергии для поддержки национальной электросети.
5. Батареи с гелевым электролитом из золотых нанопроволок
В поисках лучшего электролита для ионно-литиевых батарей исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне экспериментировали с гелями, которые не так горючи, как жидкости. Они попытались покрыть золотые нанопроволоки диоксидом марганца, а затем покрыть их электролитным гелем. Хотя нанопровода обычно слишком хрупкие, чтобы их можно было использовать в батареях, они стали устойчивыми. Когда исследователи зарядили получившийся электрод, они обнаружили, что он выдержал 200 000 циклов, не потеряв своей способности удерживать заряд. Это сопоставимо с 6000 циклов в обычной батарее.
На данный момент нам, возможно, придется мириться с тем, что телефоны и ноутбуки быстро разряжаются, а для подзарядки электромобиля требуется значительное время . Однако решения, похноутбукиоже, уже на горизонте, поэтому будущее не за горами.
