Вчені розробили дешевий високоефективний акумулятор з повітря

Професорка Техаського університету A&M (США) Джоді Луткенхаус розробила метод використання полімеру як електрода у полімерно-повітряних батареях. Це допоможе вдосконалити їхні електрохімічні характеристики, пише Techxplore.

Науковиця пояснює: полімерно-повітряні батареї коштують дешевше, ніж літій-іонні, і є більш безпечними. Їх вирізняє висока іонна провідність і стійкість. А проте, їхні електрохімічні характеристики обмежені, звідси й виникають проблеми зі стабільністю та кінетикою. Професорка Луткенхаус спробувала розв’язати ці проблеми, з’ясувавши, як полімери зберігають і обмінюються зарядом з електролітом.

«Катод вступає в реакцію з киснем, замикаючи ланцюг. У своїй роботі я використовувала полімер із жорсткою структурою основного ланцюга як анод», — розповіла Луткенхаус.

За її словами, полімер із жорсткою структурою є одночасно провідним і стабільним, забезпечуючи оборотні реакції, необхідні для повторного заряджання і розряджання. Дослідниця вивчила альтернативні полімерні аноди, що мають низку переваг перед металевими анодами, включно з низькою собівартістю та високим рівнем стабільності.

Жорстка «сходова» конструкція акумулятора, швидка кінетика та висока електропровідність дозволили полімерно-повітряному витримати 500 циклів заряду/розряду з мінімальною втратою продуктивності. Крім того, вчена розробила механізм перенесення заряду в реальному часі.

Корозії металевих анодів призводять до зниження циклічної стійкості метало-повітряних батарей. Полімерно-повітряний акумулятор може послужити альтернативою, замінивши метало-повітряні аналоги. «Полімерно-повітряна батарея має високу місткість зберігання енергії та дуже тривалий термін служби», — наголосила професорка Луткенхаус.

Дослідниця зазначила, що повітряні батареї перспективні як акумулятори високої енергії, оскільки мають меншу масу, порівняно з іншими аналогами. Однак тривала експлуатація повітряних батарей часто призводить до утворення карбонатних відкладень, які «забивають» акумулятор, чим скорочують термін її служби.

«Використовуючи полімер як електрод, ми могли б змінити електроліт, щоб запобігти утворенню карбонатів», — резюмувала Луткенхаус.