Постоянно испытываем неудобства от быстро разряжающихся телефонов, несмотря на зарядку утром. Новое исследование американских учёных даст возможность создания нового типа аккумулятора, благодаря которому будет достаточно заряжать гаджет раз в неделю.
В течение длительного периода фторид не считали перспективным аналогом литий-ионным аккумуляторам вследствие его свойств нагреваться более чем на 150 градусов по Цельсию. Но изыскания американских учёных, итоги которых… опубликованы в журнале Science, это может измениться.
Аккумуляторы на фториде могут обладать большей плотностью энергии, вследствие чего работают до восьми раз дольше обычных батарей, утверждает сотрудник Caltech Роберт Граббс, получивший в 2005 году Нобелевскую премию по химии.
Открытие учёных изменят жизнь людей во многих аспектах. Так, например, станет возможным заряжать смартфон раз в неделю. А при проектировании космических кораблей хранение большой энергии в компактном виде освободит место для необходимых инструментов.
Способ электрохимии для энергообеспечения приборов. используетПоложительно заряженные литиевые катионы (Li2+) действуют как химический «поршень», пропускающий электрический заряд через цепь. При полной зарядке запас катионов находится на аноде батареи. При замыкании цепи ионы переходят в катод, создавая ток. делает всю важную работу.
Этот поршень способен функционировать и в противоположном направлении. Ионы с отрицательным зарядом, например фторид (F-), тоже могут… создаватьЭлектроны проходят через проводник под действием определённого напряжения.
Чтобы продлить срок службы аккумулятора, необходимо увеличить количество зарядов. Перемещение многозарядных металлических катионов – процесс трудоемкий, но аналогичный результат можно получить с помощью перемещения нескольких однозарядных анионов, что проще. Так считает Саймон Джонс, сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA.
Два типа батарей напоминают официантов с коктейлями. Один официант с полным подносом стаканов кажется удобным, но несколько официантов с одним напитком в каждом стакане более гибкие и устойчивые.
Однако возникаетПроблема температуры побудила исследователей сосредоточиться на растворителе электролита. Называется этот раствор бис (2,2,2-трифторэтил) эфир (БТФЭ). Чтобы найти растворитель, который бы позволял анионам фторида смешиваться с электродами при комнатной температуре, команда ученых… выработалаФормула обеспечивает высокую проводимость и работоспособность при разных напряжениях.
Смешивая жидкость с трифторидом меди-лантана, учёные выяснили возможность создания аккумулятора на базе анионов, способного заряжаться и разряжаться без нагрева.
Ученые отмечают, что разработка подобных аккумуляторов находится на начальной стадии, но создание первой перезаряжаемой фторидной батареи, функционирующей при комнатной температуре, является существенным прорывом.