Дослідники з Техніону — Ізраїльського технологічного інституту розробили кремнієву (Si) батарею, що перезаряджається, для стаціонарних акумуляторів, яку можна оборотно розряджати при напрузі 1,1 В і заряджати при напрузі 1,5 В.
Пристрій поєднує в собі оборотний кремнієвий анод з галогенідні катодами і використовує гібридні електроліти для перезарядки елементів. У запропонованій конфігурації системи кремній розчиняється в процесі розрядки батареї, а при зарядці осаджується елементарний Si. Гібридні електроліти, до складу яких входять галогеніди, такі як бром і йод, оборотно підтримують процеси електророзчинення та електроосадження Si в одному і тому ж формуванні комірки.
"Під час розряду на аноді відбувається електророзчинення Si, а на катоді відновлюються розчинені галогеніди", - кажуть вчені. «Процес зарядки включає електроосадження частинок Si і окислення галогенідів».
Вони зібрали всі компоненти комірки в рукавичному боксі, заповненому аргоном, і підготували кремнієві електроди з кремнієвих пластин n-типу 4''. Вони також залишили комірки у спокої на три години,
щоб виявити можливий витік, і використовували платинову фольгу як протиелектроди.
Після кількох циклів батарея досягла кулонівської ефективності приблизно 80%, демонструючи поступову деградацію елемента. Комірка показала обмежені енергетичні можливості в 0,1 мА см2», - розповіли вчені. «Присутність помітних видів фтору має вирішальне значення як активації поверхні, так роботи батареї, а їхнє виснаження безпосередньо пов'язано з зниженням продуктивності елемента».
Вчені представили нову концепцію батареї у статті «Перезаряджувані кремнієві окислювально-відновлювальні батареї», яка нещодавно була опублікована в журналі Advanced Energy Materials.
«Здійсненність нової конструкції прокладає шлях для пристроїв із вищою питомою енергією, орієнтованих на сегменти додатків із низьким енергоспоживанням. Ці результати, поза сумнівом, вимагають подальшого вивчення та оптимізації електролітів», — сказали вони.
Джерело: pv-magazine.com
