Новий тип акумуляторів може запасати вчетверо більше енергії на одиницю ваги, ніж традиційні літій-іонні накопичувачі.
Літій-повітряні батареї вважаються перспективним засобом акумуляції енергії, яке може потіснити своїх попередників у різних областях. Їх особливістю є катод з пористого вуглецю, який запасає кисень. При розряді іони літію рухаються з літієвого анода через електроліт і вступають в реакцію з киснем, утворюючи оксид або пероксид літію. Паралельно з анода на катод рухаються електрони, що в результаті і дає струм.
Дослідники з Массачусетського технологічного інституту використовували «килим» з вуглецевих волокон діаметром близько 30 нм як катод, вирощений на керамічній підкладці за допомогою CVD-процесу.
«Нам вдалося отримати структуру, в якій 90% обсягу займає вільний простір для реакції матеріалу», – розповідає керівник проекту Ян Шао-Хорн. Колишнє досягнення річної давності полягало у створенні більш складної вуглецевої структури, в якій на частку «порожнечі» припадало 70% обсягу.
Питома енергоємність нових акумуляторів досягла 2 500 Вт • год / кг; для порівняння: у літій-іонних батарей вона складає близько 600 Вт • год / кг. Ще однією перевагою є упорядкована форма вуглецевих волокон, завдяки чому можна спостерігати за поведінкою електрода під електронним мікроскопом. Це може дати ключ до майбутніх удосконалень, відзначають фахівці.
Результати роботи опубліковані в журналі Energy and Environmental Science.
Підготовлено за матеріалами “Компьюлента.ру”
