Китайські вчені створили новий акумулятор із рекордною щільністю енергії
Провідна команда науковців з Китаю під керівництвом професора Чжао Ціна з Нанькайського університету здійснила суттєвий прорив у сфері акумуляторних технологій. Їм вдалося створити літієвий акумулятор, щільність енергії якого сягає 700 Вт·год/кг — це майже втричі більше, ніж у більшості сучасних батарей для електромобілів.
Революція у щільності енергії
На сьогодні найкращі акумулятори, які використовують у дорогих електрокарах, мають щільність енергії близько 250–255 Вт·год/кг. Навіть твердотільні батареї, на які покладають великі надії, поки що не перевищують 500 Вт·год/кг. Однак розробка китайських дослідників — за участі фахівців із Шанхайського інституту космічних джерел енергії — дозволила підняти цю планку до 700 Вт·год/кг.
Для водіїв це означає значно більший запас ходу електромобілів без збільшення ваги транспортного засобу. Тепер виробники можуть зменшити масу акумуляторних блоків і водночас підвищити ефективність машин. Завдяки новій технології ту ж саму кількість енергії можна розмістити у значно легшому корпусі, що відкриває шлях до створення більш легких та економних електрокарів.
Інновації у хімії: використання фтору
Ключем до такого вражаючого результату стала зміна складу електроліту, який є основною рідиною всередині акумулятора. У традиційних літій-іонних батареях електроліт містить солі літію та карбонатні розчинники, де за перенесення іонів відповідають атоми кисню. Проте така суміш занадто в’язка й обмежує швидкість переносу енергії.
Група вчених вирішила замінити кисень на фторовані вуглеводневі розчинники. Завдяки цьому електроліт став менш в’язким і значно краще проводить іони, що дозволило зменшити його обсяг та підвищити швидкість передачі енергії.
“Китайські дослідники, результати роботи яких опублікував журнал Nature, пішли іншим шляхом. Вони створили новий тип електроліту на основі фторованих вуглеводневих розчинників. Замінивши кисень на фтор, вчені зробили рідину значно ‘плиннішою’. Це дозволило зменшити кількість необхідного електроліту та пришвидшити передачу енергії. Фактично, вони усунули ‘вузьке місце’ в хімії батареї, яке роками обмежувало її продуктивність”.
Висока ефективність у мороз
Ще однією важливою перевагою нових батарей стала їхня стійкість до низьких температур. Традиційні акумулятори втрачають ефективність на морозі, оскільки електроліт густішає та уповільнює рух іонів. У тестах нові елементи стабільно працювали при температурі -26°C, зберігаючи щільність енергії на рівні 400 Вт·год/кг. Це перевищує показники навіть найсучасніших акумуляторів при звичайних умовах, що робить технологію особливо актуальною для регіонів із суворим кліматом.
Відкриття китайських вчених може докорінно змінити вигляд електромобілів, зробити їх легшими, ефективнішими та придатними до експлуатації навіть у найхолоднішу пору року.
Источник: kurazh.org