А в чем тренд?
В последние годы большим спросом пользуются литийионные аккумуляторы. Они обладают высокой плотностью, что позволяет им хранить больше энергии в меньшем объеме и весе. Это особенно важно для мобильных устройств и электромобилей, где размер и вес играют важную роль. Также литийионные аккумуляторы могут выдерживать значительное количество циклов зарядки (в среднем около 500–1500). Однако запасы лития ограниченны, поэтому во многих странах ищут альтернативные материалы для создания аккумуляторов.
Как ученые хотят увеличить эффективность магниевых батарей
Батареи состоят из трех основных частей: катода (положительная сторона батареи), анода (отрицательная сторона батареи) и химического раствора, называемого электролитом, который обеспечивает поток электрического заряда между катодом и анодом. Химики Университета Ватерлоо в Канаде разработали электролит, который позволяет создать высокоэффективный магниевый анод.
Первоначальные исследования батарей на основе магния позволили получить один вольт, что меньше, чем у стандартной батарейки AA (1,5 вольта). Электролит, который разработали ученые, может работать при напряжении до 3 вольт, а дополнительное улучшение ожидается при создании еще более совершенного катода.
«Разработанный нами электролит позволяет осаждать тонкие листы, изготовленные из магния и его сплавов, с чрезвычайно высокой эффективностью и стабильно выдерживает более высокое напряжение, чем предыдущие образцы. Теперь нам нужен только правильный катод, чтобы объединить все это вместе», — объяснили авторы исследования.
Как отметили ученые, разработанный электролит стоит недорого и может быть быстро масштабирован для рынка аккумуляторов нового поколения. Кроме того, он не вызывает коррозии и не воспламеняется.
«Это еще один большой шаг на пути к коммерциализации функциональной магниевой батареи. Мы надеемся, что наша работа откроет возможность найти и разработать подходящий положительный электрод, который завершит головоломку магниевой батареи», — рассказала профессор химического факультета Линда Назар.
Какие преимущества у магниевых батарей
Идея создания батарей на основе магния впервые была озвучена в 2000 году. Но разработанные варианты не могли конкурировать с литийионными батареями, которые в основном используются на рынке. Им не хватало напряжения.
Несмотря на то что такие батареи еще находятся на стадии разработки, у них есть большой потенциал. Магний гораздо более распространен, чем литий, что способствовало бы дальнейшему развитию устойчивого хранения энергии.
Только около 5% литийионных аккумуляторов в мире перерабатываются. Низкий уровень переработки таких батарей связан с несколькими причинами. Во-первых, это сложный процесс. Литий реактивен и требует осторожного обращения. Во-вторых, стоимость переработки будет дороже добычи сырья. В-третьих, первая коммерческая литийионная батарея была выпущена только в 1991 году, поэтому инфраструктура переработки еще не до конца сформирована.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.