Группа исследователей из Китая удалось создать уникальную батарею на основе кальция, способную выдержать до 700 циклов зарядки при комнатной температуре. Результаты их исследования были опубликованы в престижном журнале Nature.
В настоящее время в большинстве потребительских устройств используются литиевые батареи. Однако литий является редким и дорогим материалом, что ограничивает его доступность и увеличивает стоимость производства. Кроме того, литиевые батареи подвержены быстрому старению и требуют особых мер безопасности для предотвращения перезаряда.
Ученые рассматривают кальций как перспективную альтернативу литию, поскольку он более распространен и доступен. Его запасы в земной коре в 2500 раз превышают запасы лития. Предыдущие исследования показали, что кальций может использоваться в перезаряжаемых батареях, но для этого необходимо решить ряд технологических проблем.
Одной из основных проблем, с которыми столкнулись исследователи, являлся поиск подходящих материалов для электролита и электродов. Электролит должен быть совместим как с кальцием, так и с кислородом, а электроды должны обеспечивать стабильность и безопасность.
Чтобы преодолеть эти трудности, китайские инженеры разработали инновационный жидкий электролит, который способен работать с обоими компонентами батареи. Они использовали двухэлектронный окислительно-восстановительный процесс и тщательно сбалансировали пропорции материалов.
В результате была создана батарея на основе кальция и кислорода, способная выдерживать до 700 циклов зарядки при комнатной температуре — это значительный прогресс по сравнению с предыдущими исследованиями. Кроме того, исследователям удалось встроить батарею в гибкие волокна, что открывает возможности для использования в носимых устройствах и других инновационных приложениях.
Разработка аккумуляторов на основе кальция имеет огромный потенциал для изменения рынка потребительской электроники. Они обладают более высокой плотностью энергии, более дешевой стоимостью и более длительным сроком службы по сравнению с литиевыми батареями. Кроме того, их гибкость позволяет создавать новые форм-факторы и носить их удобно.
Источник:
Лей Йе и др., Перезаряжаемая кальциево-кислородная батарея, работающая при комнатной температуре (Lei Ye et al, A rechargeable calcium–oxygen battery that operates at room temperature), Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-023-06949-x
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!