Электрокары сейчас всё больше и больше входят в нашу жизнь, и даже у нас в стране их стало появляться достаточно много, но у них всех, есть очень большой минус по сравнению с бензиновыми и дизельными аналогами. Это их батареи и время их зарядки, которое в несколько раз превосходит обычную заправку автомобилей. Да и стоят батареи очень больших денег и являются одними из ключевых элементов электромобилей.
Сейчас же токийский научный университет опубликовал исследование, в котором изучается потенциал новых калий-ионных батарей в качестве будущей замены литиевых батарей, что решит вопросы доступности, безопасности и безопасности для окружающей среды.
За последние два десятилетия литий-ионные аккумуляторы (ЛИБ) стали основным источником питания для широкого спектра электронных устройств и транспортных средств. Но у этой технологии есть недостатки, которые нельзя не заметить. К ним относятся ограниченная доступность лития, из-за чего стоимость таких батарей очень высокая, а также опасения по поводу безопасности и окружающей среды.
Эти недостатки побудили ученых всего мира искать альтернативные аккумуляторные технологии, такие как калий-ионные батареи (КИБ).
Калий-ионные аккумуляторы
КИБ являются ярким примером альтернативных батарей, поскольку они сделаны из различных материалов и намного безопаснее, чем ЛИБ. Кроме того, они могут использовать водно-солевой электролит, что делает их более термически и химически стабильными.
Однако одной из основных проблем высоковольтных водных батарей является предотвращение выделения водорода на отрицательном электроде для стабилизации. Хотя твёрдые электрохимические интерфейсы, образующиеся между этими электродами и раствором электролита, должны помогать стабилизации электродов.
Эксперименты токийского научного университета показали, что в КИБ образуется пассивирующий слой в водно-солевом электролите, аналогичный тому, который наблюдается в литий-ионных батареях, при этом скорость переноса электронов становится намного меньше, что помогает подавить выделение водорода. Это обеспечивает стабильную работу и более длительный срок службы КИБ. Однако исследователи заметили, что при более высоких рабочих напряжениях, выделение водорода увеличивалось.
Вывод состоит в том, что результаты показывают необходимость изучения возможных путей улучшения образования пассивирующего слоя в будущих водных батареях.
Это исследование также подчеркивает эффективность различных методов, используемых для получения чёткого понимания взаимодействия электрод-электролит в батареях следующего поколения.
В университете заявили, что их работа побудит других исследователей к дальнейшему изучению и совершенствованию КИБ. Разработка водных батарей, таких как калий-ионные батареи, будет иметь важное значение для общества будущего, поскольку эти батареи могут заменить дорогие и опасные литий-ионные, которые в настоящее время используются в электромобилях, системах возобновляемых источников энергии и других сферах.
Сделав хранение энергии более доступным, водные батареи проложат путь к производству электроэнергии с нулевым выбросом углерода и более экологичному будущему.