Кальций даёт жидким батареям удивительный импульс

Жидкостные аккумуляторы, разработанные профессором Массачусетского технологического института Дональдом Садоуэем, представляют собой новую многообещающую технологию, позволяющую аккумуляторам хранить большой объём энергии до 12 часов и медленно разряжать его, что делает их привлекательным вариантом для систем хранения энергии из возобновляемых источников. Теперь Садоуэй и его команда разработали новую матрицу для жидкостных аккумуляторов, которая обещает сделать аккумуляторы ещё более эффективными и доступными для пользователей. Жидкостные аккумуляторы, разработанные Садоуэем и выведенные на рынок компанией Ambri, уникальны тем, что все компоненты находятся в жидком состоянии во время работы. Изначально в этих аккумуляторах в качестве отрицательного электрода использовался магний, а в качестве положительного – сурьма, а также недорогой электролит из расплавленной соли. В новой технологии аккумуляторов используется кальций, который, безусловно, является довольно распространённым и доступным химическим веществом, как для электродов, так и для расплавленной соли внутри аккумулятора. Кальций был сложным в работе, поскольку он быстро растворяется в соли, что затрудняло его использование в жидкостных аккумуляторах, требующих трёх отдельных жидких слоёв, которые сохраняют свою целостность, функционируя при этом как единое целое. Кальций также имеет высокую температуру плавления, что теоретически требует, чтобы батарея работала при 900 градусах по Цельсию. «Это была самая сложная химия», - сказал Садонвэй, профессор химии материалов имени Джона Ф. Эллиотта в Массачусетском технологическом институте. По теме: Этот портативный аккумулятор емкостью 9000 мАч может перезарядиться всего за 18 минут Чтобы преодолеть проблему нагрева, команда смешала магний с кальцием при создании жидких электродов. Магний имеет гораздо более низкую температуру плавления, что позволяет батарее работать при значительно более низких температурах. Команда также разработала новую формулу для внутреннего электролитного слоя батареи, который обеспечивает матрицу для переноса ионов между электродами. Новая формула на основе соли использует хлорид лития и хлорид кальция, и это позволяет осуществлять ионный обмен с значительно более высокой скоростью, чем ранее разработанная технология жидких батарей. Новый литиевый электролит имеет второе неожиданное побочное преимущество — помимо снижения рабочей температуры и повышения выходной мощности аккумулятора, он также помогает поддерживать трехслойную природу силовой ячейки, предотвращая растворение кальциево-магниевых электродов в соли. И, возможно, самое большое преимущество этой новой жидкостной батареи заключается в стороне предложения технологии. И кальций, и магний добываются вместе, и их разделение дорого. Поскольку в этих новых батареях кальций и магний используются вместе, производство батарей намного более экономично. Садовэй и его команда отмечают, что эта новая формула является отправной точкой для нового направления технологии аккумуляторов. Команда надеется, что эта работа вдохновит других ученых на исследование других химических соединений, которые эффективно проводят электричество и еще более доступны в производстве. «Урок здесь в том, чтобы исследовать различные химические соединения и быть готовыми к меняющимся рыночным условиям», — говорит Садовэй.Смотрите также: Видение Раймонда де Хуллю экологичных зданий Oas1