Учени разработиха нов вид батерия, която е безопасна, ефективна и нетоксична

Благодарение на съвместен изследователски проект на австралийски и китайски учени, скоро може да се появи нов тип батерия, която е безопасна, ефективна и нетоксична.

Водна алуминиево-радикална батерия

Изследователи от Университета Флиндърс в Южна Австралия и Университета Джъдзян Сай-Тек в Китай са разработили първата в света водна алуминиево-радикална батерия, която използва електролити на водна основа вместо опасни материали. Батерията може да осигури стабилно изходно напрежение от 1,25 V и капацитет от 110 mAh g-1 в продължение на 800 цикъла с минимална деградация.

Д-р Кай Джан от Университета Джъдзян Сай-Тек си партнира с изследователската лаборатория на доцент Чжунфан Джиа от Университета Флиндърс в Южна Австралия, за да проучи електрохимията на стабилните радикали. Съвместната им работа се фокусира върху най-често използвания електролит на Люисовата киселина, Al(Otf)3, и включва тестване на батерии.

Стабилните радикали са органични молекули, които са широко използвани в различни органични батерийни системи. Те никога досега не са били прилагани в алуминиево-йонни батерии поради липсата на разбиране на тяхната (електро)химична реакция в електролитите.

Изследователите откриват, че стабилен радикал, наречен TEMPО може да претърпи обратима диспропорционализация в присъствието на Люисова киселина, което позволява образуването на алуминиево-радикални батерии.

Професор Джиа заяви, че повечето батерии съдържат опасни материали и могат да замърсят околната среда, когато се изхвърлят на сметища или когато се изхвърлят на друго място. Той каза, че материали като олово, кадмий и живак могат да отровят хората и животните и да замърсят почвите и водите, а те остават в околната среда за дълго време.

Електролити на водна основа

Той каза, че тяхната батерия използва електролити на водна основа, които са пожароустойчиви и устойчиви на въздуха, което я прави безопасна и устойчива. Той каза също, че са използвали биоразградими материали за батериите с мека опаковка, за да намалят въздействието върху околната среда.

Професор Джиа заяви, че алуминиево-йонните батерии имат голям потенциал като алтернатива на литиево-йонните батерии, които се използват широко в потребителската електроника, електрическите превозни средства и системите за съхранение на възобновяема енергия.

Той каза, че алуминиево-йонните батерии използват изобилни елементи от земната кора и осигуряват много по-висока енергийна плътност от литиево-йонните батерии. Въпреки това, той казва, че едно от основните предизвикателства за настоящите алуминиево-йонни батерии е бавното движение на Al3+ йонните комплекси, което води до батерии с ниска ефективност на катода.

Според Професор Джиа, тяхната алуминиево-радикална батерия решава този проблем чрез използване на стабилни радикали като катоди, които могат да постигнат високо изходно напрежение и висок капацитет с отлична стабилност при циклично движение.

Изследователите се надяват да оптимизират допълнително работата на батериите и да увеличат производството за комерсиализация в бъдеще.