Новый «зелёный» алюминиевый аккумулятор выдерживает 10 000 циклов заряда без потери ёмкости
Учёные разработали безопасный и долговечный алюминиевый аккумулятор для хранения возобновляемой энергии. Новая технология, представленная в журнале ACS Central Science, может стать ключевым решением для масштабного внедрения солнечной и ветровой энергетики в энергосистему США.
Исследовательская группа под руководством Вэй Вана и Шуцян Цзяо создала твердотельный алюминий-ионный аккумулятор, способный работать в экстремальных условиях и выдерживать более 10 000 циклов заряда-разряда с минимальной потерей ёмкости. Ключевым новшеством стало использование инертной соли фторида алюминия в электролите, что позволило решить давние проблемы коррозии и чувствительности к влаге, характерные для традиционных алюминиевых аккумуляторов.
Разработанный аккумулятор демонстрирует впечатляющую устойчивость к механическим повреждениям и высоким температурам до 200°C. Особое внимание учёные уделили экологичности решения: большую часть фторида алюминия можно извлечь простой промывкой и использовать повторно в новых батареях с незначительным снижением характеристик.
Важным преимуществом новой технологии является её экономическая эффективность по сравнению с распространёнными литий-ионными аккумуляторами. Несмотря на то, что литий-ионные батареи обладают высокой плотностью энергии и широко используются в потребительской электронике и электромобилях, их применение в масштабных системах хранения энергии ограничено высокой стоимостью и рисками возгорания.
Для улучшения характеристик батареи исследователи также использовали фторэтилен карбонат в качестве добавки для создания тонкого защитного слоя на электродах, предотвращающего образование кристаллов алюминия, которые могут ухудшать работу аккумулятора.
Хотя технология демонстрирует многообещающие результаты, исследователи отмечают необходимость дальнейшего улучшения плотности энергии и срока службы перед коммерциализацией.