6 подписчиков
Будущие высокоэнергоемкие аккумуляторы
В настоящее время литий-ионные аккумуляторы доминируют на современном рынке из-за их высокой плотности энергии (100-265 Вт·ч·кг-1), длительного срока службы (2000-3000 циклов) и стоимости. Однако они представляют некоторые ограничения при покрытии будущих потребностей в энергии для поддержки сетей, бытовой электроники и электромобилей.
Учеными разработаны металло-воздушные батареи имеющие выдающейся плотности энергии (3500 Вт·ч·кг-1 на основе Li2O2 и 1108 Вт·ч·кг-1 на основе NaO2), что более чем в 5-10 раз выше литий-ионных батарей. Металло-воздушные батареи — это особые батареи, поскольку они «дышат» так же, как клетки живых организмов, они используют кислород для выработки энергии. Катод «вдыхает» кислород во время разряда, чтобы высвободить энергию за счет электрохимического восстановления кислорода. Восстановленные формы кислорода объединяются с ионами металлов, образующимися на металлическом аноде, с образованием оксидов металлов либо на поверхности электролита, либо на поверхности катода. Во время зарядки оксиды металлов снова разлагаются, чтобы «выдохнуть» молекулярный кислород в результате реакции выделения кислорода.
Благодаря разработка новых электрокатализаторов, обеспечивающих перезарядку аккумуляторов, появился значительный интерес к таким батареям. Одними из таких катализаторов являются биомиметические синтетические молекулы, которые обеспечивают химию кислорода при разряде/заряде батареи очень похожей на, то что происходит в живых клетках во время дыхания.
Промышленное применение данных аккумуляторов открывает большие возможности для создания новых портативных электрических устройств.
1 минута
28 сентября 2022