Без преувеличения можно сказать, что редкоземельные элементы являются залогом технического благополучия всего человечества. Их используют в производстве самой разной электроники, деталей машин и оборудования, и на текущий момент быстро заменить их практически невозможно. Поэтому исследователи работают над созданием решений без использования редких металлов, например, над разработкой эффективных батарей, в которых отсутствует литий.

Спасительный металл

Пока не появился литий, производителям и потребителям приходилось довольствоваться тяжёлыми, неудобными и недостаточно эффективными свинцово-кислотными аккумуляторами. Они обладали небольшой энергоёмкостью, а заряжать их приходилось очень долго. С началом использования металлического лития и его солей энергоёмкость батарей сильно возросла, а эксплуатационные характеристики улучшились. Конечно, не обошлось без некоторых сложностей, например, металлический литий хорошо создаёт дендриты на электродах, а их короткое замыкание ни к чему хорошему не приводит.

Хоть литий-ионные аккумуляторы и обладают несомненными достоинствами, использование редкоземельного лития имеет свои недостатки. В повреждённой батарее происходит короткое замыкание между катодом и анодом, от большого количества тепла образуется кислород, а потом происходит любо взрыв, либо возгорание. Литий-ионные батареи сложно назвать дешёвыми, поскольку запасы лития ограничены, и его цена постоянно растёт. Поэтому исследователи всё чаще задумываются над созданием альтернативных накопителей, более доступных и дешёвых. Если бы можно было создать аккумулятор едва ли не из подручных материалов, он мгновенно стал бы очень популярен благодаря своей низкой цене. Похоже, что исследователям из Массачусетского технологического института удалось разработать принципиально новую конструкцию батареи и подойти вплотную к реализации этой идеи.

Дешёвые АКБ

Главный компонент дешёвой аккумуляторной батареи – легкодоступные элементы, которые можно без труда найти практически на каждом шагу. После долгих экспериментов исследователи остановили свой выбор на алюминии, соли и сере. Из алюминия и серы изготовили электроды, а хлорид алюминия использовали для электролита. Получившаяся из них батарея совершенно безопасна, поскольку не взрывается и не горит даже при разрушении и полном заряде. Ожидается, что её стоимость составит всего одну шестую от цены аналогичного литий-ионного аккумулятора.

Исследователи провели целый ряд испытаний и установили, что созданный ими аккумулятор обладает интересными свойствами. Прежде всего, он может работать при высоких температурах, до 200 градусов Цельсия, без какого-либо вреда для себя. При повышении рабочей температуры с 25 градусов до 110 скорость восстановления заряда увеличивается в 25 раз. В целом ряде случаев батарея зарядилась менее чем за минуту. Для поддержания такой температуры аккумулятор не нуждается во внешнем подогреве, она поднимается сама собой во время работы.

По словам разработчиков, идеальное применение этой аккумуляторной батареи – большие энергонакопители, например, для электроснабжения дома или зарядки других АКБ. Она сможет легко накапливать заряд в десятки кВтч. На текущий момент технологию запатентовали и превратили в коммерческий проект. Чтобы довести её до серийного производства, потребуются ещё многочисленные исследования.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!