Учёным, наконец-то, удалось разработать новый тип батареи, который, как полагают, способна удерживать в пять раз больше энергии, чем литий-ионные аккумуляторы, применяющиеся в современных сотовых телефонах, ноутбуках и электромобилях.
Литиево-воздушные батареи имеют много преимуществ по сравнению с литий-ионной технологией. Теперь исследователи из Университета штата Иллинойс в Чикаго и Аргоннской национальной лаборатории создали прототип такого аккумулятора, который работает в обычных условиях естественной среды, и всё ещё продолжает работать после рекордных 750 циклов зарядки/разрядки. «Наш дизайн литиево-воздушных батарей представляет собой революцию в мире аккумуляторных батарей», — сказал Амин Салехи-Ходжин, соавтор статьи.
Принцип работы литий-воздушных аккумуляторов заключается в реакции лития в батарее с кислородом воздуха для создания перекиси лития, которая во время зарядки разлагается на литий и кислород. Но до сих пор эксперименты с литиево-воздушными батареями не удавались из-за протекания побочных реакций, необратимого окисления электродов. К тому же, в целях повышения отдачи в первых экспериментальных конструкциях применялся чистый кислород, что делало использование таких аккумуляторов делом пожаро- и взрывоопасным.
Новая версия аккумуляторной батареи является первой, которая может работать без резервуаров чистого кислорода. Путем полного перепроектирования каждой её части, исследователям удалось обеспечить протекание необходимых реакций, а также исключить или заблокировать те из них, которые в конечном итоге приводили к выходу батареи из строя.
Новый тип литий-воздушной аккумуляторной батареи может обеспечить большие преимущества для пользователей мобильных телефонов, которые устали от неудовлетворительной зарядки своих неадекватных батарей. Такие аккумуляторы также представляют интерес для автомобильной промышленности, поскольку такие компании, как Tesla и Nissan, экспериментируют с более дешёвыми и более мощными электромобилями.
Литиево-воздушные батареи также с успехом могут применяться при генерации и хранении солнечной энергии. Гибридные солнечные батареи с агрегированными аккумуляторами способны сохранять почти 100 процентов энергии, в то время как солнечные батареи, которые заряжают отдельные батареи, теряют около 20 процентов выработанной энергии.