Впервые кремний-воздушная батарея генерировала электрический ток в течение более 1000 часов. Кремний-воздушные батареи меньше по размеру, легче и более эффективны по сравнению с литий-ионными. Кроме того, они дешевле, стабильнее и более безопасны в экологическом отношении.
Ионная жидкость с кремниевыми пластинами служит источником питания и проводящей средой внутри кремний-воздушных батарей. В отличие от большинства других видов электрических батарей, в них отсутствует катод. Вместо него электрический ток «запускает» кислород, попадающий в батарею из атмосферы.
Новое исследование научного центра в германском городе Юлихе позволило прийти к выводу, что причиной замыканий в батарее является электролит. Без постоянного контакта между электролитом и анодом, электрический ток прекращается.
Ученые разработали простую систему подачи, обеспечивающую периодическую дозаправку ионной жидкости в кремний-воздушной батарее – водный раствор гидроксида калия.
«Если кремниевый анод будет оставаться в контакте с электролитом, батарея будет продолжать вырабатывать ток», объяснил в пресс-релизе эксперт в области электрохимии из научного центра в Юлихе Германн Темпель.
В результате открытия и небольших доработок исследователям удалось увеличить срок действия батареи до более 1000 часов. «До тех пор, пока кремний не будет полностью использован, батарея может перезаряжаться путем замены анода, другими словами, механически.
Авторы исследования полагают, что пока им удалось получить лишь временный результат. Их реальный прорыв заключался не в том, чтобы продлить срок действия батареи, а в выяснении главного вопроса, в чем заключался изъян этой технологии в целом. Сегодня, по их мнению, пора вернуться к работе, чтобы найти более эффективный вариант электролита, который не будет столь быстро приходить в негодность.
«Нам необходимо предотвратить саморазряд батареи», объяснил Темпель. «Она пока не доведена до совершенства, но мы знаем, над чем следует работать, чтобы этого достичь».