Учени разработиха твърдотелна батерия, базирана на алуминиеви йони – тя е евтина и екологична

Практиката показва, че използването на литиеви батерии в системите за съхранение на енергия в комунален мащаб може да бъде опасно. Възникването на пожар вътре в тях е сравнително често явление, с което е трудно да се преборим след това, но преди всичко те са много скъпи понеже периодът им на възвръщаемост е много години. За общинските системи за съхранение на енергия са необходими евтини и екологични решения и такива вече има.

Учените Уей Уанг, Шуцян Дзяо и техните колеги от Американското химическо дружество (ACS) са разработили безопасни и екологични батерии на основата на алуминиеви йони. По-конкретно, те са подобрили алуминиево-йонните батерии с течен електролит, като са създали електролит в твърдо състояние и са избавили обещаващите батерии от „детските им болести“.

Предишните разработки на алуминиево-йонни батерии с течен електролит бяха ограничени от два фактора: най-разпространеният електролит (течният алуминиев хлорид) разяждаше алуминиевия анод и беше много чувствителен към влага, което задълбочаваше корозията. При тези характеристики не може да се очаква, че този тип батерии ще издържат дълго време.

Изследователите добавили соли на алуминиев флуорид към електролита. Това направило електролита порест, което помогнало на алуминиевите йони да се движат равномерно и също така увеличава проводимостта на електролита.

Освен това, когато изследователите създали своята алуминиево-йонна батерия, те използвали флуороетилен карбонат като свързващо вещество, за да създадат тънко твърдо покритие върху електродите, предотвратявайки образуването на алуминиеви кристали, които влошават работата на батерията.

По време на експериментите се наблюдава подобрена влагоустойчивост на батерията, както и физическа и температурна стабилност. Освен това в новата версия батерията без запалване издържа на многократни удари с остър предмет. Тя не се повреди и при нагряване до 200°C. В крайна сметка батерията демонстрира изключително дълъг експлоатационен живот, като издържа 10 000 цикъла на зареждане и разреждане със загуба на по-малко от 1% от първоначалния си капацитет.

Твърдият електролит, предложен за алуминиево-йонната батерия позволява измиване и повторно използване с малка загуба на ефективност. Интересно е да се добави, че това изследване е финансирано от Националната фондация за природни науки на Китай, програмата Beijing Nova, и интердисциплинарен изследователски проект за млади преподаватели в Пекинския университет за наука и технологии.