Исследователи Техасского университета A&M разрабатывают концепт полностью безметаллового аккумулятора на водной основе. Сырьё для его производства будет намного доступнее и дешевле, а сами водяные АКБ намного безопаснее существующих литий-ионных аналогов.
Батареи на водяной основе состоят из катода и анода, изготовленных из полимеров, способных накапливать энергию. Электролит представляет собой воду, смешанную с органическими солями, и имеет решающее значение для ионной проводимости и ёмкости аккумулятора. Вот почему важно найти правильные материалы, поскольку исследователи обнаружили, что разные составы могут давать совершенно разные результаты.
«Если электрод слишком сильно набухает, он не может хорошо проводить электроны, и вы теряете все характеристики. Я считаю, что существует разница в 10 000% в ёмкости накопления энергии в зависимости от выбора электролита из-за эффекта набухания», — сказал Джоди Луткенхаус, профессор химической инженерии.
Эксперименты показали, что окислительно-восстановительные активные, несопряжённые радикальные полимеры являются многообещающими кандидатами для безметалловых водных батарей благодаря высокому напряжению разряда полимеров и быстрой кинетике окислительно-восстановительного потенциала. Тем не менее пока что реакции трудно предсказать из-за повышенной сложности процесса. Но учёные вовсю используют компьютерное моделирование, чтобы ускорить работу.