Новости перспективных технологий

Фторидные аккумуляторы эффективнее и безопаснее литий-ионных

Изображение с сайта cnews.ru

Ученые из Технологического института в Карлсруэ (Германия) разработали совершенно новую конструкцию аккумулятора. Накопитель на основе переноса анионов фтора между электродами имеет намного большую емкость по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами и значительно безопаснее.

При той же конструкции аккумулятора, фториды металлов могут заменить дорогостоящий химически активный литий. Фторсодержащий электролит, металлический анод и металл-фторидный катод позволяют достичь гораздо большей емкости и более высокого уровня безопасности.

Принцип работы фторид-ионного аккумулятора: фторсодержащий электролит отделяет металлический анод от металл-фторидного катода

В новом аккумуляторе заряд переносится не катионом лития, а анионом фторида. При этом на катоде и аноде образуются и распадаются фториды металлов. Поскольку на одном атоме металла можно перенести несколько электронов, новый аккумулятор обладает чрезвычайно высокой плотностью энергии — до десяти раз большей, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов.

Реакция высокоэлектроотрицательного фтора с металлом приводит к образованию фторидов металлов, что сопровождается большим изменением свободной энергии и, следовательно, появлением высокого напряжения. Подобрав соответствующие металл и фторид металла, можно получить аккумулятор высокого напряжения, что очень актуально для электромобилей, которые вынуждены пользоваться литий-ионными батареями малого напряжения и низкой плотности энергии. Существует несколько проектов по созданию батарей с высоким напряжением, в основном химических, но им далеко по цене и удобству до литий-ионных. В перспективе фторид-ионный аккумулятор может воплотить в себе все достоинства литий-ионного аккумулятора, но избавится от его недостатков, что сулит настоящий прорыв в технике.

Технология, разработанная немецкими учеными, очень перспективна. В настоящее время они работают над совершенствованием материалов и архитектуры батареи для повышения начальной емкости и циклической стабильности фторид-ионного аккумулятора. Также предстоит решить еще одну проблему: текущий прототип работает с твердым электролитом при высоких температурах. Так что предстоит найти подходящий жидкий электролит, который подходит для использования нового аккумулятора при комнатной температуре.

Информация с сайта cnews.ru.