Американцы разработали супераккумулятор

Пузыри ионной жидкости в минеральном масле. Лишь в последнее время её производство понемногу начало принимать промышленные масштабы, а цена таких составов стала снижаться. По мнению американских изобретателей, это и должно открыть дорогу аккумуляторам невиданной ранее ёмкости (фото John Wilkes).

Министерство энергетики США (DOE) выделило грант в $5,13 миллиона молодой аризонской компании Fluidic Energy на постройку прототипов долговечных металло-воздушных батарей с удельной ёмкостью на порядок большей, чем у литиево-ионных аккумуляторов.

Новые батареи будут использовать в качестве анода металл (как вариант — цинк), который в ячейке должен окисляться кислородом из воздуха, а при заряде батареи — обратно восстанавливаться.

Однако в отличие от прежних электрохимических батарей на базе цинка в новом роль электролита должен играть не водный раствор, а ионная жидкость. Соответственно, новый тип аккумулятора получил название Metal-Air Ionic Liquid Battery.

Основатель Fluidic Energy Коди Фризен (Cody Friesen), профессор университета Аризоны, утверждает, что применение ионной жидкости снимет главную проблему перезаряжаемых цинковых элементов — испарение и деактивацию электролита.

Среди ионных жидкостей есть такие, что остаются в жидком состоянии как на приличном морозе, так и при температуре выше точки кипения воды. Кроме того, у них выше электрохимическая стабильность, чем у воды, так что такие ячейки можно заряжать до более высокого напряжения.

Вместе с тем команда Фризена разработала для своей ячейки высокопористый электрод с размерами пор до 10 нанометров, который хорошо удерживает цинк, мешая ему формировать дендриты, способные привести к короткому замыканию.

Главное же в исследовании компании: поиск ионной жидкости с подходящими параметрами. Она должна не только "по электрохимии" соответствовать требованиям к новой батарее, но и выпускаться в достаточном количестве и по приемлемой цене.

У команды Коди есть несколько хороших претендентов, опробованных на опытах, и теперь компания работает над сведением в едином устройстве всех экспериментальных наработок, что появились у неё за последние четыре года.

В результате же, по словам главы Fluidic Energy, на свет появится перезаряжаемая электрохимическая ячейка с феноменальной удельной ёмкостью от 900 до 1600 ватт-часов на килограмм, да ещё и с ценой немногим большей, чем у свинцово-кислотных батарей, то есть втрое ниже, чем у аккумуляторов литиевых.

Если Фризену удастся сдержать своё обещание и достичь на практике верхней планки, это будет означать, к примеру, что пятиместный электромобиль сможет проехать 1000 километров на одном заряде аккумулятора, весящем всего 100 кг.

По материалам: Membrana