Одной из самых больших проблем в электромобильности является длительное время зарядки. Поэтому исследователи всего мира ищут новые решения, позволяющие сократить это время. Команда Cornell Engineering разработала аккумулятор, который заряжается всего за 5 минут.
Изображение из открытых источниковДля этого исследователи использовали анод, изготовленный из тяжелого металла индия. Целью было найти материал, который заряжается очень быстро, но медленно разряжается. На первом этапе команда изучала движение ионов в проводящем материале (электролите). Это помогло сделать анод более безопасным и улучшило его способность сохранять энергию в течение длительного времени.
При разработке новой батареи основное внимание уделялось так называемому «числу Дамкелера». Этот критерий определяет взаимосвязь между скоростью, с которой происходит химическая реакция, и скоростью, с которой материал перемещается к месту реакции. Вёлся поиск материалов с низким числом Дамкелера. Ученые наткнулись на индий.
Мягкий тяжелый металл, как правило, используется для сенсорных экранов или солнечных панелей. В аккумуляторе материал очень эффективен благодаря низкому энергетическому барьеру для движения ионов.
Ионы могут быстро перемещаться через твердое тело. Индий также имеет низкую плотность тока, которая характеризует, насколько быстро или медленно ионы окисляются на аноде и разряжается аккумулятор.Исследователи объясняют, что эти два свойства необходимы для быстрой зарядки аккумуляторов и хранения энергии. В то же время батарея остается стабильной даже в течение тысяч циклов зарядки. Это может означать революцию в технологии производства аккумуляторов для электромобилей. Исследование появилось в издании Joule.
Но есть и недостаток в этой технологии. Индий тяжелый, что усложняет конструкцию аккумулятора для электромобилей. Аккумуляторы и без того увеличивают вес транспортных средств. В любом случае база для поиска сопоставимого, но более легкого материала создана.