Вечный аккумулятор - новая разработка ученых.

Исследователи Венского университета представили новый тип батарей, которые потенциально могут быть чрезвычайно долговечными, не имеют риска возгорания и не требуют использования редких и дорогих материалов.

Независимо от отрасли и требований: почти все батареи на рынке основаны на литий-ионной технологии.

Но эта монополия объясняется не тем, что литий-ионные батареи являются идеальным выбором для хранения энергии, а тем, что наука пока не создала лучшего варианта.
Литиевые батареи имеют ряд важных ограничений, таких как ограниченная емкость зарядки, риск возгорания и тот факт, что их конечная утилизация не всегда является экологически безопасной.

В связи с этим продолжаются исследования и разработка новых технологий батарей, которые являются более эффективными, более экономичными и более устойчивыми.

Разработка новых технологий батарей, таких как проточные батареи, твердотельные батареи и натриевые батареи, может стать перспективной альтернативой литиевым батареям, поскольку они могут предложить более высокую емкость заряда, более длительный срок службы и меньшее воздействие на окружающую среду.

Кислородно-ионные батареи
Благодаря исследовательской группе из Австрийского университета Вены появилась еще одна альтернатива - кислородно-ионная батарея.
"Основной принцип работы очень похож на принцип работы литиевой батареи, но наши материалы имеют ряд важных преимуществ". Заявили исследователи.
"У нас уже давно есть большой опыт работы с керамическими материалами, которые могут быть использованы для топливных элементов", - начинает Александр Шмид из Института химических технологий и анализа ТУ Вены. "Это натолкнуло нас на мысль исследовать, могут ли эти материалы также подойти для изготовления батареи".

Керамические материалы, о которых говорит Шмид, обладают способностью поглощать и выделять дважды отрицательно заряженные ионы кислорода, и при подаче электрического напряжения они циклически мигрируют из одного керамического материала в другой, генерируя электрический ток.

"Основной принцип очень похож на принцип работы литий-ионного аккумулятора", - говорит профессор Юрген Флейг. "Но у наших материалов есть несколько важных преимуществ".

Без никеля и кобальта
Во-первых, керамика не воспламеняется, поэтому пожары, которые относительно часто случаются с литий-ионными батареями, практически исключены.

Кроме того, нет необходимости прибегать к редким элементам, которые стоят дорого или требуют экологически вредной добычи.
"В этом отношении использование керамических материалов является большим преимуществом, поскольку они очень легко адаптируются, - говорит Тобиас Хубер, - Вы можете сравнительно легко заменить одни элементы, которые трудно получить, другими".
Как сообщает Венский университет, хотя использование кобальта или никеля было полностью нейтрализовано, в прототипе батареи по-прежнему используется лантан, элемент не совсем редкий, но и не совсем распространенный. В любом случае, уже ведутся исследования по его замене на более дешевый материал.

Длительный срок службы
Еще одним преимуществом новых кислородных батарей является их потенциальная долговечность.

"Во многих батареях возникает проблема, что в какой-то момент носители заряда перестают двигаться", - говорит Александр Шмид. "Тогда они больше не могут быть использованы для выработки электроэнергии, емкость батареи уменьшается. После многих циклов заряда это может стать серьезной проблемой".

В отличие от этого, кислородно-ионная батарея способна легко регенерироваться, поскольку если кислород теряется в результате вторичных реакций, то потеря может быть просто компенсирована кислородом из окружающего воздуха.

Создатели признают, что новая концепция батареи не предназначена для смартфонов или электромобилей, поскольку кислородно-ионная батарея достигает лишь около трети от типичной энергетической плотности литий-ионных батарей и работает при температурах от 200 до 400 °C.
Однако технология чрезвычайно интересна для хранения энергии. "Если вам нужен большой накопитель энергии, например, для временного хранения солнечной или ветровой энергии, кислородно-ионный аккумулятор может стать отличным решением", - говорит Александр Шмид.

"Если вы строите целое здание, заполненное модулями для хранения энергии, то более низкая плотность энергии и более высокая рабочая температура не играют решающей роли", - утверждает он.

"Но там будут особенно важны сильные стороны нашей батареи: длительный срок службы, возможность производства большого количества этих материалов без редких элементов, а также тот факт, что при использовании этих батарей нет риска возгорания", - заключает он.

Венский университет уже подал патентную заявку на идею новой батареи.