Аккумулятор на морской воде получил новый анод и выдерживает 1500 циклов перезарядки - «Технологии»

Литий-ионные аккумуляторы завоевали мир электроники и транспорта благодаря своим замечательным свойствам. Однако дефицит и высокая стоимость лития побуждают исследователей искать альтернативные типы батарей, изготовленные с использованием более распространенных материалов. Одним из таких материалов является натрий. Перспективными накопителям на его основе могут стать батареи с морской водой (SWB), которые используют ее в качестве катода.

Хотя «морские батареи» являются экологически безопасными и, естественно, пожаробезопасными, разработка высокоэффективных анодных материалов по разумной цене остается основным узким местом, препятствующим коммерциализации технологии. Традиционные материалы на основе углерода являются привлекательным и экономичным вариантом, но они должны быть легированы несколькими элементами, такими как азот (N) и сера (S), чтобы повысить их характеристики до номинала. К сожалению, известные в настоящее время пути синтеза совместного легирования сложны, потенциально опасны и не всегда дают приемлемых уровней легирования.

В недавнем исследовании группа ученых из Корейского морского и океанического университета под руководством доцента Джун Канга нашла выход из этого затруднения. В их статье, в журнале Carbon описывается новый способ синтеза для получения легированных углеродных анодов для SWB.

Новый процесс, получивший название «плазма в жидкости», включает приготовление смеси прекурсоров на основе углерода, азота и серы, и выброс плазмы в раствор. В результате получается материал с высоким уровнем легирования N и S со структурной основой черного углерода. Как показали различные эксперименты, этот материал показал большой потенциал для батарей на морской воде.

Потенциальные приложения SWB многочисленны, поскольку они могут безопасно эксплуатироваться при полном погружении в морскую воду. Их можно использовать для обеспечения аварийного электроснабжения береговых АЭС, что затруднительно делать с обычними дизель-генераторами в случае катастрофического цунами. Кроме того, их можно устанавливать на буи, чтобы облегчить навигацию или снабдить суда энергией во время простоев.

Но наиболее важным их применением может стать то, что такие аккумуляторы могут буквально спасать жизни, как говорит Канг: «SWB могут быть установлены в качестве источника питания для спасательного оборудования на пассажирских судах. Они не только обеспечивают более высокую плотность энергии, чем обычные батареи, но и обеспечивают стабильную работу в воде, тем самым увеличивая вероятность выживания».

Источник: kmou.ac.kr