В соответствии с результатами, полученными в Стэндфордском университете, алюминиево-ионная батарея состоит из двух электродов: отрицательно заряженный алюминиевый анод и положительно заряженный катод. В результате случайного открытия ученых было обнаружено, что самым простым решением является использование графита в качестве катода. При создании экспериментальной батареи исследовательская группа в Стэнфорде поместила алюминиевый анод, графитовый катод и электролит из ионной жидкости в гибкую емкость с полимерным покрытием. «Электролит представляет собой соль в жидком состоянии при комнатной температуре, поэтому он совершенно безопасен», – рассказывает студент магистратуры Минг Гонг.
Алюминиево-ионные батареи со временем смогут заменить большинство литий-ионных и щелочных батарей, которые сегодня используются в смартфонах. Они способны выдержать 7 500 циклов перезарядки без потери мощности, в то время как количество циклов перезарядки литий-ионных батарей не превышает 1 000 раз. В будущем алюминиевые батареи смогут быть использованы для накопления возобновляемой энергии в электросетях, где требуются батареи с длительным циклом аккумулирования и высвобождения энергии.
НАУКА
В Стэндфордском университете разработан алюминиево-ионный аккумулятор
Смартфон с таким аккумулятором заряжается полностью
менее чем за минуту
менее чем за минуту
6 апреля 2015
На протяжении долгого времени литий-ионные аккумуляторы являлись единственной альтернативой более тяжёлым одноразовым щелочным батареям. Сегодня они используются повсюду, от наручных часов до самолетов. Однако и тот, и другой вид батарей не способен справиться со всё возрастающими энергетическими потребностями.
В прошлом году TechCrunch прогнозировал, что количество пользователей смартфонов в мире к 2020 году достигнет 6,1 миллиарда человек. А постоянное совершенствование смартфонов и развитие новых технологий приведёт к увеличению потребности в батареях с более длительным сроком эксплуатации.
На протяжении десятилетий ученые и исследователи работали над созданием конкурентоспособной алюминиево-ионной батареей, но по большей части их усилия не увенчались успехом. И вот, наконец, сотрудникам Стэндфордского университета (Stanford University) удалось создать опытный образец алюминиево-ионного аккумулятора. И что особенно важно, в отличие от одноразовых щелочных батареек, он является абсолютно экологически безопасным.
На протяжении десятилетий ученые и исследователи работали над созданием конкурентоспособной алюминиево-ионной батареей, но по большей части их усилия не увенчались успехом. И вот, наконец, сотрудникам Стэндфордского университета (Stanford University) удалось создать опытный образец алюминиево-ионного аккумулятора. И что особенно важно, в отличие от одноразовых щелочных батареек, он является абсолютно экологически безопасным.
Исследователи утверждают, что новая технология предлагает реальную альтернативу остальным типам батарей, которые повсеместно используются сегодня. Алюминиево-ионная батарея обладает высокой эффективностью и качеством, более длительным сроком эксплуатации, а также повышенной емкостью. Время ее полной зарядки новой батареи — чуть больше одной минуты. Алюминиевые батареи гибкие и поэтому могут использоваться в электронных устройствах, которые складываются и сгибаются.
В алюминиевой батарее используется графитовая пена, которая значительно ускоряет передвижение ионов и делает возможным удивительно быструю скорость зарядки аккумулятора. Фото: Nature.com
Благодаря своей огнеупорности, новая алюминиево-ионная батарея является более безопасной альтернативой остальным типам аккумуляторов. «Мы создали алюминиевую перезаряжаемую аккумуляторную батарею, которая сможет заменить наносящие вред окружающей среде щелочные батареи и литий-ионные аккумуляторы, которые могут периодически возгораться», – говорит ведущий научный сотрудник проекта, профессор химии Стэндфордского университета Хонжи Дай.