Китайские ученые разработали аккумулятор на водной основе, плотность энергии которого почти в два раза выше, чем у обычных литиевых батарей. Как утверждают исследователи, этот новый тип батарей можно использовать и в электромобилях. Новая «водная батарея», по словам ученых, также гораздо безопаснее легковоспламеняющихся литиевых батарей.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Energy, водная батарея на основе йода и брома имеет плотность энергии 1200 ватт-часов на литр (Втч/л), по сравнению с 700 Втч/л у обычных литиевых батарей. По словам исследователей, их решение демонстрирует многообещающий потенциал для разработки нового поколения безопасных перезаряжаемых батарей на водной основе с высокой плотностью энергии.
Сегодня литиевые батареи, которые используются в широком спектре приложений - от автомобилей до смартфонов, - являются предпочтительными благодаря высокой плотности энергии. Однако электролит - компонент, обеспечивающий зарядку и разрядку традиционных литиевых батарей, - по-прежнему представляет собой фактор риска из-за своей высокой горючести. «Водные батареи», состоящие из электролита на водной основе, не подвержены таким же рискам.
Исследователи отмечают, что современные батареи на водной основе емкостью менее 200 Вт-ч/л имеют более низкую энергетическую плотность (количество энергии, удерживаемой батареей по сравнению с ее весом или объемом) по сравнению с литиевыми батареями. Это делает такие батареи пригодными только для крупномасштабного использования.
Исследователи разработали электролит на основе брома и йода, чтобы преодолеть эту проблему и решить вопросы плотности энергии. Когда этот электролит был установлен в батарею с кадмиевым анодом, оказалось, что батарея работает непрерывно с 78-процентной энергоэффективностью в течение более чем 300 циклов заряда и разряда. Когда исследователи протестировали свой электролит с ванадиевым анодом, они пришли к выводу, что цикл батарей может быть увеличен до 1000.
Исследователи утверждают, что плотность энергии их батарей более высокая, чем у некоторых твердоэлектродных материалов, а по стоимости они могут сравниться с обычными литиевыми батареями. При этом утверждается, что такие батареи можно использовать для хранения энергии в сетях и даже в электромобилях.