Спільна дослідницька група з Національного інституту матеріалознавства Японії (NIMS) і компанії Toyo Tanso оголосили про розробку вуглецевого електрода, який може підвищити продуктивність літій-повітряних акумуляторів.
Команда створила прототип літій-повітряного акумулятора ємністю 1 Вт-год з електродами розміром 4×4 см і підтвердила його стабільну роботу. Це доводить можливість масштабування технології для промислового застосування.
Читайте також:
Без хімії та відходів. У США створили безпечний та ефективний метод видобутку літію зі старих акумуляторів Розробка усуває три фатальні недоліки цього типу пристроїв: низьку вихідну потужність, короткий термін служби і погану масштабованість.
Літій-повітряні акумулятори здатні зберігати набагато більше енергії, ніж сучасні літій-іонні акумулятори. Однак попередні невеликі батареї, створені дослідниками, зазвичай ємністю 0,01 Вт-год (ват-годину) або менше, були надто слабкі, щоб живити щось більше за мікрочип.
У 2021 році компанія NIMS розробила літій-повітряний акумулятор із питомою енергією близько 500 Вт-год/кг,
що більш ніж удвічі перевищує щільність енергії стандартних літій-іонних акумуляторів. Однак він ще потребує вдосконалення, спрямованого на підвищення вихідної потужності та збільшення терміну служби, перш ніж його можна буде використовувати на практиці.
У 2021 році компанія NIMS розробила літій-повітряний акумулятор із питомою енергією близько 500 Вт-год/кг, що більш ніж удвічі перевищує щільність енергії стандартних літій-іонних акумуляторів. Однак він ще потребує вдосконалення, спрямованого на підвищення вихідної потужності та збільшення терміну служби, перш ніж його можна буде використовувати на практиці.
Основне завдання японських дослідників полягало в розробці позитивного електрода на основі вуглецю з необхідною пористістю і стабільністю.
У рамках нової роботи спільна робота NIMS і Toyo Tanso розробила вуглецевий електрод для прискорення розробки більших літій-повітряних акумуляторів. Для виробництва електродів пористий вуглець «CNovel» компанії Toyo Tanso, відомий своєю контрольованою мезопористою структурою, об'єднали з унікальною технологією NIMS з виготовлення самостійних вуглецевих мембран.
Ця комбінація дала змогу створити вуглецевий електрод із шаруватою пористою структурою. Така конструкція покращує рух іонів і хімічну реакцію акумулятора.
Розробка продемонструвала, як вугільний електрод розміром 4 см x 4 см успішно живить стабільну літій-повітряну батарею класу 1 Вт-год.
Згідно з дослідженням, літій-кисневий акумулятор, виготовлений з використанням нових пористих вуглецевих мембран і збідненого електроліту, продемонстрував стабільну циклічність упродовж більш ніж 150 циклів за високої щільності струму 1,5 мА см-2.
Результати дослідження опубліковано в журналі Cell Reports Physical Science.
Читайте також:
Актуальний проєкт. У США створять найбільшу у світі систему натрієвих акумуляторів
