Дешевая альтернатива литий-ионным аккумуляторам

Фото из Яндекс

Стоимость литий-ионных батарей постоянно растет с 2020 года. За последний год цена на литий возросла примерно на 500%. Другие материалы, используемые в литий-ионных батареях, также подорожали, и многие эксперты в сфере энергетики предполагают, что цены на такие накопители энергии будут продолжать расти в ближайшие годы. Поэтому литий-ионные аккумуляторы больше не являются оптимальным выбором для средних и крупных систем резервного энергоснабжения, которые хранят возобновляемую энергию.

Международная группа исследователей разработала альтернативу литий-ионной технологии. Они утверждают, что создали экономичную аккумуляторную систему из алюминия и серы. Оба этих материала широко доступны на Земле. Фактически, алюминий занимает второе место по доступности на рынке и первое место среди самых распространенных металлов на нашей планете. Более того, по сравнению с литий-ионными батареями, новая система может стать более подходящим выбором для электроснабжения домов и предприятий.

Хотя литий-ионные аккумуляторы в настоящее время являются самыми популярными средствами хранения энергии, питая практически все - от смартфонов до детекторов дыма и электромобилей (EV), но из-за их высокой стоимости и ограниченного выпуска, новая аккумуляторная система может успешно заменить литий-ионные технологии в некоторых отраслях.

Фото из Яндекс

Преимущества алюминиево-серных аккумуляторов

Аккумулятор состоит из электродов (катода и анода) и электролита (проводящая среда, которая обеспечивает обмен ионами для зарядки и разрядки). Новая система использует расплавленную хлороалюминатную соль в качестве электролита и серу с алюминием в качестве электродов.

Исследователи выбрали эти химические элементы, потому что они образуют экономичную и легкодоступную комбинацию аккумуляторных элементов. Они также утверждают, что по сравнению с литий-ионными батареями с легковоспламеняющимся электролитом, алюминиево-серные батареи могут быть намного безопаснее.

Предлагаемая архитектура аккумуляторов может быть полезна для систем резервного хранения энергии для домов и зарядных станций для электромобилей. Объясняя это, один из авторов исследования, почетный профессор химии материалов Массачусетского технологического института Дональд Садовей, сказал: «Когда электромобили станут такими популярными, что несколько машин захотят заряжаться одновременно, как это происходит сейчас с бензиновыми заправочными станциями, если вы захотите быстро зарядить аккумуляторы, ток станет настолько высоким, что мы не сможем обеспечить его уровень, который требуется для питания объекта».

Новая аккумуляторная система также успешно прошла тесты зарядки и сохраняла свои характеристики в течение сотен циклов заряда-разряда. Учитывая это, стоимость алюминиево-серной батареи может быть на 83% ниже, чем у литиевой. Эти испытания также показали, что аккумуляторы на основе алюминия и серы могут быть заряжены за время чуть больше минуты и при этом иметь емкость на единицу веса, равную емкости обычных литий-ионных батарей. При зарядке всего за шесть минут объем заряда был выше на 25%, чем у Li-ion.

Однако у этого продукта есть ограничение - для его работы необходима температура 90°C, что практически соответствует температуре кипения воды. Это означает, что алюминиево-серные батареи требуют специальной изоляции и защиты от коррозии.