Більше 99% зберігання енергії після 10 000 циклів: розроблено новаторську алюмінієву акумуляторну систему.

За словами вчених, нові алюмінієво-іонні батареї можуть стати основою для довговічних, економічно ефективних і безпечних систем зберігання енергії.

Дослідники з Американського хімічного товариства (ACS) створили інноваційну алюмінієво-іонну батарею, здатну вирішити важливі питання в сфері зберігання відновлювальної енергії. Цю інформацію опубліковано на офіційному ресурсі ACS Central Science.

В сучасному світі численні споживчі електронні пристрої оснащені літій-іонними (Li-ion) акумуляторами. Ці батареї здобули популярність завдяки своїй високій енергетичній щільності, проте не обходяться без недоліків, серед яких варто відзначити ризик займання. Окрім цього, літій є досить дорогим матеріалом для виробництва великих акумуляторних систем.

Потенційною альтернативою літій-іонним батареям вважаються акумулятори алюмінієво-іонні (Al-ion) акумулятори, що перезаряджаються. Однак їхній найпоширеніший електроліт, рідкий хлорид алюмінію, роз'їдає алюмінієвий анод і дуже чутливий до вологи, що посилює корозію. Обидва фактори призводять до поганої стабільності та зниження електричних характеристик 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, коли дослідники створювали свій акумулятор з іонами алюмінію, вони використовували фторетиленкарбонат як інтерфейсну добавку для створення тонкого твердого покриття на електродах, щоб запобігти утворенню кристалів алюмінію, які погіршують працездатність акумулятора.

Тестування довело, що вдосконалена алюмінієво-іонна батарея здатна витримувати до 10 000 циклів заряджання та розряджання, при цьому втрачаючи менше ніж 1% від початкової ємності. Крім того, значну частину алюмінієвого фториду можна відновити за допомогою простого миття, після чого його можна переробити в іншу батарею, яка матиме трохи нижчу ефективність.

Крім того, вдалося підвищити вологостійкість, фізичну та термічну стійкість акумулятора, що дозволило йому витримувати численні удари від гострих об'єктів і температури до 392 градусів за Фаренгейтом.

"Новий дизайн батареї Al-ion виявляє обіцянку створення довготривалої, економічної та безпечної системи для зберігання енергії. Здатність до відновлення та переробки основних компонентів робить цю технологію більш екологічно чистою", -- підкреслив один із дослідників Вей Ван.