|  | 3 ноября 2015 | Энергетика

Разработан новый тип литиево-воздушных батарей, отличающихся высокими значениями их показателей

Процессы в новой батарее


Ученые из Кембриджского университета разработали новую технологию, которая была воплощена в виде первых опытных образцов литиево-воздушных аккумуляторных батарей. Как показали проведенные испытания, эти батареи обладают очень высоким показателем плотности энергии, их эффективность составляет порядка 90 процентов и они могут выдержать без потери своей емкости около 2 тысяч циклов заряда-разрядки. Однако, практическое использование этой новой технологии сдерживается наличием ряда проблем, которые ученые намерены решить в ближайшее время.

Литиево-воздушные батареи уже достаточно давно рассматриваются в качестве кандидатов на их использование в электрических автомобилях, в мобильных электронных устройствах и в системах промежуточного хранения энергии, добытой из экологически чистых возобновляемых источников. И эти перспективы являются следствием очень высокого показателя плотности хранения энергии, который в десять раз превышает аналогичный показатель литий-ионных аккумуляторов. Такой высокий энергетический показатель уже сопоставим с количеством химической энергии, содержащимся в жидком топливе, в бензине. И все это позволит электрическим автомобилям с такими батареями преодолевать на одном заряде расстояния, сопоставимые с расстояниями, которые способны преодолевать обычные автомобили на одной заправке топливного бака.

Однако, когда дело касается аккумуляторных батарей следующего поколения, началу их практического применения препятствуют несколько проблем. И эти проблемы должны быть решены, прежде чем литиево-воздушные технологии станут жизнеспособной альтернативной жидкому топливу. Создавая свою новую батарею, кембриджские ученые как раз и были нацелены на решение некоторых из вышеупомянутых проблем. И им удалость добиться не только повышения энергетических показателей батареи, но и обеспечить более высокую стабильность ее работы.

В конструкции новой батареи используется "пушистый" углеродный электрод, изготовленный на основе графена с особыми добавками, которые изменяют некоторые из происходящих в районе электрода химических реакций, делая их более эффективными и стабильными. Ключевым моментом новой технологии стало использование гидроокиси лития LiOH вместо пероксида лития Li2O2 и использования йодида лития в качестве своего рода посредника. В результате таких изменений внутри новых батарей протекает меньшее количество химических реакций, что делает ее более надежной и способной выдержать без потерь своих характеристик большее количество циклов.

Графеновый электрод


Изменение химической составляющей процессов в новой батарее привело к уменьшению разности напряжений батареи в заряженном и разряженном состоянии, которая составляет в данном случае всего 0.2 Вольта. Такое значение указывает на высокую эффективность ее работы, которая уже вплотную приблизилась к эффективности литий-ионных батарей и которая составляет 93 процента. Пористый графеновый электрод, имеющий большое значение эффективной площади, также вносит свою лепту в дело улучшения характеристик новой батареи, однако это служит своего рода ограничением, не позволяющим использовать новые батареи в некоторых экстремальных режимах заряда и разрядки.

Среди проблем, которые еще предстоит решить ученым, является поиск технологии защиты второго, металлического электрода от формирования близ него металлических волокон, известных как дендриты. Если такие металлические нити возникают в достаточно большом количестве, это приводит к внутреннему короткому замыканию, что чревато быстрым нагревом батареи во время работы и возникновением возможности ее возгорания и даже взрыва.

"Нам предстоит провести еще массу фундаментальных исследований, которые позволят решить все имеющиеся у нашей батареи проблемы" - пишут исследователи, - "Тем не менее, мы уже наглядно продемонстрировали, что неразрешимых проблем в этой области не существует, и в не очень далеком будущем, максимум через пять-десять лет, человечество получит в свое распоряжение новые аккумуляторные батареи, которые полностью изменят некоторые аспекты нашей жизни".




Ключевые слова:
Литий, Ионный, Воздушный, Аккумулятор, Батарея, Плотность, Энергия, Надежность, Цикл, Графен, Электрод

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Новые технологии литий-воздушных аккумуляторных батарей делают их ближе к п ...
  • Компании Hitachi-Maxell удалось увеличить в два раза емкость литий-ионных а ...
  • Емкость новых батарей с твердым Li-S-электролитом превышает в четыре раза е ...
  • Исследователи разработали новую высокоэффективную цинко-воздушную аккумулят ...
  • Новые литий-ионные микробатареи позволят завести автомобиль от аккумулятора ...




  • 3 ноября 2015 07:51
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3861
    Очередная супер-пупер батарейка. Однако, почему-то не указали, что она работает эффективно лишь в атмосфере чистого кислорода, а азот, углекислый газ и прочие компоненты воздуха оказывают на все это пагубное влияние (так написано в первоисточнике).


    --------------------
        
    3 ноября 2015 08:36
    #2 Написал: bundzmm

    Публикаций: 0
    Комментариев: 500
    Ваааа, достало уже. Сколько можно показывать мега-супер-пупер-офигенные батареи и так и не доводить их до производства? Скоро на супермаховики такими темпами перейдем скорее чем аккумуляторы номральные сделают. Когда уже смогу сделать дома ветряк?(
        
    4 ноября 2015 05:21
    #3 Написал: jonas4444

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Немножко не по теме
    По английски батарейка-аккумулятор тоже самое -> batery(как то так)
    Иногда путаюсь ...
    Например:
    Charge your batery...
    Replace your batery...
    Вот.
        
    6 ноября 2015 22:56
    #4 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 776
    про что Вы люди пишите, про Что?!...


    --------------------
        
    7 ноября 2015 18:58
    #5 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    Разработан новый тип литиево-воздушных батарей, отличающихся высокими значениями их показателей


    Литиево-воздушные батареи уже достаточно давно рассматриваются в качестве кандидатов на их использование в электрических автомобилях


    Однако, когда дело касается аккумуляторных батарей следующего поколения, началу их практического применения препятствуют несколько проблем


    Автар, у тебя не здоровая любовь к слову "их", сходи к врачу.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.