Алюмінієва-ion батарея зберігає 99% своєї ємності навіть після 10 000 циклів – зображення.

На думку дослідників, новітні алюмінієво-іонні акумулятори можуть стати фундаментом для створення надійних, вигідних і безпечних рішень для зберігання енергії.

Дослідники з Американського хімічного товариства (ACS) створили інноваційну алюмінієво-іонну акумуляторну систему, здатну вирішити важливі виклики у сфері зберігання відновлювальних джерел енергії. Цю інформацію опубліковано на офіційному веб-сайті ACS Central Science.

Сьогодні численні електронні пристрої для споживання енергії оснащені літій-іонними акумуляторами (Li-ion). Ці батареї користуються популярністю завдяки своїй високій енергетичній щільності, але мають і свої недоліки, зокрема, ризик загоряння. До того ж, літій є досить дорогим матеріалом для виготовлення великих акумуляторних систем.

Алюмінієво-іонні (Al-ion) акумулятори, які здатні до перезарядки, розглядаються як потенційна заміна літій-іонним батареям. Проте їхній найпоширеніший електроліт — рідкий хлорид алюмінію — має недоліки: він агресивно впливає на алюмінієвий анод і є дуже вразливим до вологи, що призводить до посиленої корозії. Ці два аспекти негативно впливають на стабільність акумулятора та знижують його електричні характеристики з часом.

Метою дослідницької команди ACS було створити покращений Al-ion, позбавлений згаданих обмежень. Для цього вчені додали інертну сіль фториду алюмінію до електроліту, що містить іони алюмінію, перетворивши його на твердотільний електроліт. Сіль фториду алюмінію має тривимірну пористу структуру, що дає змогу іонам алюмінію легко переміщатися електролітом і підвищувати провідність

Крім того, під час розробки акумулятора на основі алюмінієвих іонів, вчені застосували фторетиленкарбонат в якості добавки для формування тонкого твердого шару на електродах. Це дозволило уникнути кристалізації алюмінію, яка негативно вплинула б на ефективність роботи акумулятора.

Випробування показали, що поліпшена алюмінієво-іонна батарея може витримувати 10 000 циклів заряду-розряду, втрачаючи при цьому менш як 1% своєї первісної ємності. Ба більше, більшу частину фториду алюмінію можна було відновити за допомогою простого промивання, а потім переробити в іншу батарею з дещо зниженою продуктивністю.

Також було поліпшено вологостійкість, фізичну і термічну стабільність батареї, що дало їй змогу витримувати багаторазові удари гострим предметом і температуру до 392 градусів за Фаренгейтом.

"Нова розробка батареї Al-ion виявляє значний потенціал для створення довговічних, економічно вигідних та безпечних рішень для зберігання енергії. Здатність відновлювати та переробляти основні компоненти робить цю технологію ще більш екологічно чистою", - підкреслив один з дослідників, Вей Ван.

Нагадуємо, що команда вчених з Університету Дошиша разом із компанією TDK в Японії створила квазітвердотільний літій-іонний акумулятор, який не має ризику загоряння і не містить недоліків, характерних для звичайних батарей.

Також було відзначено, що вчені з Китайського університету нафти розробили новий гідрогелевий електроліт, який, у поєднанні з катодом на основі берлінської блакиті, демонструє вражаючі показники енергетичної щільності та циклічності в гібридних натрієво-цинкових іонних акумуляторах.