Группа китайских ученых предложила новую разработку - кальциево-кислородные (Ca-O2) батареи с более высокой эффективностью. Эта технология имеет потенциал заменить литий-ионные батареи и значительно улучшить окружающую среду.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, указывает, что кальциево-кислородные батареи могут теоретически обеспечить высокую энергетическую емкость. Однако, до настоящего времени не была создана перезаряжаемая Ca-O2-батарея, которая могла бы работать при комнатной температуре. Сложность химических реакций между двумя элементами требует поиска нового электролита, способного обеспечить более эффективный заряд и разряд.
Команда ученых разработала жидкостный электролит, который может работать с обоими элементами, включая "металлический анод с высокой восстановительной способностью" и кислород (O2). Новая батарея основана на химическом процессе с высокой обратимостью двухэлектронного окислительно-восстановительного процесса, который позволяет образовывать химически активный пероксид кальция (CaO2) в качестве продукта разряда.
Обнаружив работающую химическую реакцию на основе CaO2, команда ученых попыталась адаптировать новую конструкцию батареи для применения в устройствах носимой электроники. Эта технология стабильна даже на воздухе при изгибе до 180 градусов и может быть превращена в гибкое волокно. Исследователи вплели свою технологию в гибкий текстильный материал для батарей, использовав специальное оборудование.
По словам китайской команды, новая конструкция кальциево-кислородной батареи может быть использована в следующем поколении носимых систем, предоставляя более устойчивую альтернативу литиевым батареям. Ожидается, что кальциевые батареи будут более доступными и безопасными, сохраняя при этом "сопоставимую" энергетическую емкость.
Однако, перезаряжаемая кальциево-кислородная батарея все еще находится на стадии проверки концепции, и, по словам исследователя Александра Понруша, может занять десятилетия, прежде чем она будет широко использоваться. Низкая энергоэффективность этих батарей означает, что для их зарядки потребуется гораздо больше энергии, чем они смогут предоставить устройствам.