Разработаны новые “алюминиевые” батареи с высокой плотностью энергии и потенциально широкими возможностями применения в системах накопления энергии.
Литий-ионные батареи доминируют в новых проектах хранения энергии уже несколько лет, и большинство исследователей считает, что они останутся самой популярной технологией для систем накопления (СНЭ) на десятилетия вперёд, во многом благодаря быстрому снижению их стоимости.
Тем не менее в мире не прекращаются работы над «пост-литиевыми» технологиями аккумуляторов, и порой заявляются многообещающие результаты.
Ученые из Шведского технологического университета Чалмерса и Словенского национального химического института утверждают, что они создали алюминиевые батареи с более высокой плотностью энергии и потенциально широкими возможностями применения в СНЭ.
По сравнению с обычными алюминиевыми батареями, в которых используются алюминиевый анод и графеновый катод, новое устройство оснащено органическим наноструктурным катодом на основе антрахинона.
В статье «Концепция и электрохимический механизм алюминиевой батареи с металлическим анодом — органическим катодом», опубликованной в журнале Energy Storage Materials, исследователи объясняют, что антрахинон позволяет хранить положительные носители заряда из электролита, обеспечивая удвоенную плотность энергии по сравнению с обычными алюминиевыми батареями.
«Поскольку новый материал катода позволяет использовать более подходящий носитель заряда, батареи могут лучше использовать потенциал алюминия», — заявляют исследователи.
Однако применяемый обычно электролит содержит хлор, который исследовательская группа хочет устранить, и продолжает работы по поиску заменителя.
Ученые утверждают, что, хотя технология хранения энергии на основе алюминия относительно нова, и на рынке пока нет предложений алюминиевых батарей, новое устройство сможет конкурировать с литий-ионными СНЭ или дополнять их в некоторых применениях.
«До сих пор алюминиевые батареи были вдвое менее энергоемкими, чем литий-ионные, но наша долгосрочная цель — добиться такой же плотности энергии», — говорится в заявлении.
По словам исследователей, алюминий в принципе работает лучше, чем литий-ион в качестве носителя заряда, так как он многовалентный, что означает, что каждый ион «компенсирует» несколько электронов.
«Кроме того, эти батареи потенциально могут быть значительно менее вредными для окружающей среды», — говорит соавтор исследования Патрик Йоханссон.
