Китайские исследователи создали прототип безопасного аккумулятора на водной основе, ресурс которого достигает 120 000 циклов перезарядки. Об этом пишет South China Moring Post (SCMP).
Долговечность устройства обеспечена применением компонентов, родственных рассолу от тофу. Эта разработка не только многократно превосходит по жизненному циклу литий-ионные аналоги, но и полностью устраняет опасность возгорания.
Жидкость нового аккумулятора похода на рассол из-под сыра тофу. Источник фото: agrapresse.fr
Над инновацией совместно трудились специалисты Городского университета Гонконга и Южного научно-технологического университета, сообщает iz.ru.
В конструкции использованы органические электроды и нейтральный электролит, не представляющий угрозы для экологии. Производные соевого рассола позволили добиться беспрецедентной стабильности в нейтральной водной среде, что было главным препятствием для таких систем ранее.
По своей безопасности этот накопитель энергии сравним с раствором соли в воде. В нём отсутствуют коррозионные кислоты и горючие материалы. В случае успешного внедрения в массовое производство технология может стать доступной и надёжной заменой традиционным литиевым батареям.
Литий-ионные аккумуляторы пока лидируют на рынке. Источник фото: bloomberg.com
В чём слабости лития?
Основной недостаток литий-ионных аккумуляторов — риск термического разгона при механических повреждениях.
Именно эта особенность приводит к периодически возникающим пожарам, источником которых становятся аккумуляторы электромобилей. Их ресурс также невелик: стандартные элементы деградируют после 1000–3000 циклов, а процесс их утилизации сопряжён с серьёзными экологическими проблемами.
Водные аккумуляторы лишены указанных минусов. Они не горят и изготавливаются из распространённого сырья. Ранее их развитию мешало быстрое разложение электролита под действием напряжения, что резко сокращало срок службы.
Достигнутый показатель в 120 000 циклов означает принципиальный прорыв, снимающий прежние технологические барьеры.
Перспективы внедрения и рынок
Цифры наглядно демонстрируют потенциал. Аккумулятор современного смартфона рассчитан приблизительно на 800 циклов, электромобиля — до 3000, наиболее совершенные промышленные LFP-системы для накопления энергии — до 10 000, а ведь по прогнозам, впереди у нас - электрическая авиация.
Новая же разработка теоретически позволяет использовать одну батарею на протяжении десятилетий. Главной областью её применения видятся стационарные хранилища энергии для солнечных и ветровых электростанций.
Современный Дата-центр, иллюстративное фото. Источник: businessinsider.com
В этой сфере долговечность и безопасность важнее компактности. Хотя водные аккумуляторы пока проигрывают литиевым по плотности запасаемой энергии, они идеальны для задач балансировки энергосетей, резервного питания дата-центров и специальных объектов.
Однако эксперты призывают к взвешенной оценке. Для перехода из лаборатории в промышленное производство технологии необходимо подтвердить свои параметры в реальных, а не идеальных лабораторных условиях.
Ключевыми факторами для коммерческого успеха станут конечная стоимость массового выпуска и стабильность работы при критически высоких и низких температурах.