У исследователей долго были большие надежды на батареи литиевого воздуха, устройство, имеющее потенциал для хранения в 10 раз большего количества энергии, чем лучшие литий-ионные аккумуляторы на рынке сегодня. Но до сих пор, батареи литиевого воздуха были нестабильны, развалившись после нескольких нагрузок. Теперь исследователи сообщают, что они сделали первые стабильные батареи литиевого воздуха. Если батареи могут прыгнуть, другие препятствия должны были сделать их практичными, они могут однажды дать электромобилям тренировочную площадку, подобную сегодняшним пожирателям бензина.
Для батарей литиевого воздуха для работы, несколько различных компонентов вся потребность сотрудничать. Как они освобождаются от обязательств, литиевые атомы в электроде металлического лития, названном анодом, лишены электронов, превратив их в мобильные литиевые ионы. Эти ионы тогда плавают через проводящий раствор или электролит, к второму электроду, названному катодом, где они объединяются с электронами в катоде, а также атомах кислорода от воздуха для генерации оксида лития.
Когда батареи включены в электрическую розетку, добавленное напряжение стимулирует реакцию наоборот, перезаряжая батарею. Для цикла для работы, однако, электроды и электролиты должны быть стабильными.Но это не имело место в ранних версиях этих клеток.
Углерод, используемый для создания катодов и различных исследователей электролитов, попробовал, до сих пор подвергаются нежелательным побочным реакциям, разваливаясь и быстро заставляя батарею потерпеть неудачу после того, как только некоторые наполняют и освобождают от обязательств циклы.Таким образом для их текущей работы, исследователи во главе с Питером Брюсом, химиком в университете Сент-Эндрюса в Соединенном Королевстве, решили обменять обоих из предыдущих преступников. Они заменили стандартный основанный на углероде материал катода одним сделанным из инертных золотых наночастиц, что они надеялись, будет более стабильным.
Они также заменили электролит — ранее сделанный из составов, названных поликарбонатами, или простые полиэфиры — с одним сделанным из общего проводящего раствора сократили диметилсульфоксид, который показали предыдущие исследования, может быть менее склонным для реакции в катоде. Новая компания работала.
Как бригада сообщает онлайн сегодня в Науке, новые батареи были стабильны для 100 нагрузок и циклов выброса только с 5%-й потерей энергии.«Результаты очень воодушевляют в показе, что это не все безнадежно», чтобы попытаться сделать батареи литиевого воздуха, говорит Линда Назар, химик в университете Ватерлоо в Канаде. Но Назар и другие быстры, чтобы добавить, что новые батареи литиевого воздуха еще не готовы к коммерциализации.
Для начинающих говорит Назар, золото является слишком тяжелым и слишком дорогим для служения в качестве единственного материала катода в практической клетке. И в течение долгого времени, диметилсульфоксид может реагировать с металлическим литием в аноде, заставляющем электролит сломаться.
Таким образом даже при том, что новые результаты радостны для области, значительная работа все еще располагается впереди для создания батарей литиевого воздуха технологией реального мира.