Ученые предложили использовать в аккумуляторах новые элементы

29 марта 2020 | 04:55

Исследователи из Сколтеха (РФ) создали катод для аккумулятора на основе титана и калия.

Об этом сообщается в журнале Nature Communications.

Это позволит отказаться от использования редкого и дорогого лития, который, к тому же, огнеопасен и токсичен.

Новые батареи могут пригодиться для промышленных накопителей и крупной техники.

В большинстве современных аккумуляторов используется литий, в том числе — в семействе литий-металл-фосфатных аккумуляторов. Батареи этого типа обладают бо́льшим размером и весом по сравнению с литий-полимерными, используемыми в мобильной технике, но зато они стабильнее и надежнее.

Проблема в том, что литий — довольно дорогой и токсичный металл, который, к тому же, не так просто добыть: его основные месторождения находятся в Австралии и Чили.

Ученые из Сколковского института науки и технологий придумали, как отказаться от использования лития и применять только дешевые доступные материалы.

Любой аккумулятор состоит из катода (положительного электрода), анода (отрицательного) и электролита (соединяющего их материала).

При заряде ионы лития перетекают с катода на анод, при разряде — обратно.

Исследователи предложили использовать вместо них ионы калия и изготавливать катод из фторид калий-титан-фосфата.

Соединения титана ранее рассматривались как неподходящие для катода, так как считалось, что они обладают низким окислительно-восстановительным потенциалом.

Фторид калий-титан-фосфата получают удобным для промышленного производства методом: в реактор помещают сырье, перемешивают и выдерживают несколько часов при температуре 200 градусов Цельсия.

Затем получившийся порошок сушат и прокаливают в печи. Изготавливаемый из этого порошка электрод при использовании в аккумуляторе обеспечивает напряжение в 3,6 вольта, что примерно равно напряжению широко распространенных литий-железо-фосфатных батарей.

Новый источник энергии может использоваться в энергетике для компенсации суточных колебаний ветровых и солнечных генераторов, для аварийного питания предприятий, а так же электросамокатах и автопогрузчиках.

Поиск дешевого и надежного способа хранения электроэнергии — одна из главных проблем на пути возобновляемой энергетики, так как потоки воздуха, воды и солнечного света не поддаются человеческому контролю.

Читайте также: Аккумулятор на основе графена зарядит смартфон за 5 минут.