Сред многото алтернативни решения на традиционните литиево-йонни батерии изследователи експериментират с така наречените „литиево-въздушни батерии“. Това е една нова иновация в тази област, която би могла да реши много от проблемите, които тази технологията на литиево-йонните батерии е проявявала досега.
В нова статия, публикувана в Science, се описва технологията, която стои зад новата литиево-въздушна батерия – иновативен дизайн, който потенциално може да осигури много по-голяма енергийна плътност от традиционната технология в литиево-йонните батерии. Тя би могла да послужи като истински пробив на пазара на батерии и като възможна революция в областта транспорта и тежкотоварните превозни средства като самолети, влакове и дори подводници.
Новата батерия може да издържи повече от 1000 цикъла на разреждане само с малък петпроцентов спад в енергийната ефективност и нулево въздействие върху кулоновата ефективност (съотношението на доставените ампер-часове към ампер-часовете, получени от зарядното устройство). Това означава, че целият първоначален материал на батерията все още е активен, без необратими странични реакции по време на циклите на зареждане/разреждане.
Конструкцията, замислена от изследователите от Илинойския технологичен институт, използва твърд електролит на базата на композит от керамика и полиетиленов оксид, който е по-безопасен и по-ефективен в сравнение с течните електролити. Керамичните и полимерните материали, използвани като твърди електролити имат своите недостатъци когато се използват поотделно, но когато се комбинират, те могат да осигурят както високата йонна проводимост на керамиката, така и високата стабилност на полимера.
Композитният електролит е в състояние да работи при стайна температура, което е първото постижение при литиево-въздушните батерии. Според Мохамед Асади, доцент по химично инженерство в Илинойския технически университет, твърдотелният електролит „допринася за около 75 % от общата енергийна плътност“. Все още има възможност за по-нататъшно усъвършенстване и чрез минимизиране на дебелината, без да се прави компромис с производителността, като новият дизайн би могъл да постигне „много, много висока“ енергийна плътност.
Литиево-въздушната батерия потенциално би могла да съхранява един киловатчас на килограм или повече, което е четири пъти повече от настоящата литиево-йонна технология. В статията в Science се казва, че литиево-въздушната батерия, базирана на образуването на литиев оксид (Li2O), теоретично може да осигури енергийна плътност, която е „сравнима с тази на бензина“.
Занапред Асади планира да работи с партньори от частната индустрия, за да се опита да оптимизира дизайна за производство. Изследователят казва, че новият технологичен пробив е отворил „голям прозорец от възможности“ за реално пускане на пазара на литиево-въздушни батерии.