Канадські вчені знайшли спосіб збільшити ефективність магнієвих батарей
Вчені Університету Ватерлоо в Канаді зробили прорив у розробці акумуляторів, у яких замість літію використовується магній. Розповідаємо, у чому особливість нових батарей.
В останні роки великий попит мають літійні акумулятори. Вони мають високу щільність, що дозволяє їм зберігати більше енергії в меншому обсязі та вазі. Це особливо важливо для мобільних пристроїв та електромобілів, де розмір та вага відіграють важливу роль. Також літійні акумулятори можуть витримувати значну кількість циклів заряджання (в середньому близько 500-1500). Проте запаси літію обмежені, тому у багатьох країнах шукають альтернативні матеріали для створення акумуляторів.
Як вчені хочуть збільшити ефективність магнієвих батарей
Батареї складаються з трьох основних частин: катода (позитивна сторона батареї), анода (негативна сторона батареї) та хімічного розчину електроліту, що забезпечує потік електричного заряду між катодом та анодом. Хіміки Університету Ватерлоо в Канаді розробили електроліт, що дозволяє створити високоефективний магнієвий анод.
Початкові дослідження батарей на основі магнію дозволили отримати один вольт, що менше ніж у стандартної батареї AA (1,5 вольта). Електроліт, який розробили вчені, може працювати при напрузі до 3 вольт, а додаткове покращення очікується під час створення ще досконалішого катода.
«Розроблений нами електроліт дозволяє осаджувати тонкі листи, виготовлені з магнію та його сплавів, з надзвичайно високою ефективністю і стабільно витримує більш високу напругу, ніж попередні зразки. Тепер нам потрібний лише правильний катод, щоб об'єднати все це разом», — пояснили автори дослідження.
Як зазначили вчені, розроблений електроліт коштує недорого і може бути швидко масштабований на ринку акумуляторів нового покоління. Крім того, він не викликає корозії і не спалахує.
Це ще один великий крок на шляху до комерціалізації функціональної магнієвої батареї. Ми сподіваємося, що наша робота відкриє можливість знайти і розробити відповідний позитивний електрод, який завершить головоломку магнієвої батареї», - розповіла професорка хімічного факультету Лінда Назар.
Які переваги у магнієвих батарей
Ідея створення батарей на основі магнію вперше була озвучена у 2000 році. Але розроблені варіанти не могли конкурувати з літій-іонними батареями, які у основному використовуються на ринку. Їм не вистачало напруження.
Незважаючи на те, що такі батареї ще знаходяться на стадії розробки, у них є великий потенціал. Магній набагато більш поширений, ніж літій, що сприяло подальшому розвитку стійкого зберігання енергії.
Лише близько 5% літійних акумуляторів у світі переробляються. Низький рівень переробки таких батарей пов'язаний із кількома причинами. По-перше, це складний процес. Літій реактивний і потребує обережного поводження. По-друге, вартість переробки буде дорожчою за видобуток сировини. По-третє, першу комерційну літійійну батарею було випущено лише у 1991 році, тому інфраструктура переробки ще не до кінця сформована.
