Металло-воздушные аккумуляторы - ещё один вид накопителей, которые наряду с твердотельными элементами имеют большое значение для энергетики и экологии будущего. Их анод выполнен из металла, а катод - из воздуха. Металлический электрод окисляется воздушным, за счёт чего и возникает электричество.
Такие аккумуляторы экологически безопасны, имеют большую плотность энергии и могут долго храниться без потери эффективности. Однако они очень чувствительны к высокой влажности и кислороду, имеют ограниченный ресурс и небольшую область применения.
Недавно состав анода стали менять: металл заменили органическими молекулами на основе хинона и амина, а электролит оставили прежний (жидкостный). Производительность при этом повысилась, ёмкость приблизилась к максимальной, но безопасность оставляла желать лучшего.
Группа японских исследователей из Университета Васэда и Университета Яманаси решила исправить этот недостаток и заменила жидкий электролит полимерной мембраной Нафион. В качестве активных материалов для отрицательных электродов подобрали 2 вещества: 2,5-дигидрокси-1,4-бензохинон (DHBQ) и его полимер поли(2,5-дигидрокси-1,4-бензохинон-3,6-метилен) (PDBM).
В итоге устойчивость аккумулятора к воде и кислороду увеличилась, проводимость отрицательного электрода улучшилась почти в 6 раз, возможных циклов заряда-разряда также стало больше.
Учёные надеются, что их проект проложит путь к дальнейшим достижениям.
«Эта технология может продлить срок службы аккумуляторов небольших электронных гаджетов, таких как смартфоны, и в конечном итоге внести вклад в создание общества без выбросов углекислого газа», — заключает руководитель исследования Кендзи Миятакэ.