Начато исследование технологии усовершенствования воздушно-литиевых батарей

Массачусетский Технологический Институт начинает полномасштабные исследования технологии усовершенствования воздушно-литиевых аккумуляторов. По состоянию на текущий момент времени они обладают ёмкостью в четыре раза большей, чем нынешние широко распространённые литий-ионные батареи. До сих пор исследователи испытывали затруднения при составлении полной картины электромеханических процессов, протекающих в воздушно-литиевых аккумуляторах при их зарядке и разрядке. Однако, новая техника исследований, разработанная в МИТ, обещает преодолеть данные затруднения.

Учёным до сих пор недостаёт понимания процессов, происходящих при взаимодействии лития и кислорода. Поэтому практическая реализация создания подобных аккумуляторов и испытывает затруднения. Большинство имеющихся в настоящее время воздушно-литиевых батарей страдают от больших потерь энергии и не могут выдержать продолжительные циклы зарядки и разрядки. Новый метод изучения протекающих при этом процессов может повысить эффективность хранения энергии и увеличить продолжительность их жизненного цикла.

Исследования показали, что использование оксидов металлов в качестве электродов позволяет, в перспективе, повысить число вышеназванных циклов перезарядки аккумуляторов. Использованное в исследованиях устройство само по себе непригодно для применения в «реальных» аккумуляторах; однако, на подобном же принципе действия могут быть воссозданы и пригодные для промышленного выпуска батареи.

Твердотельная воздушно-литиевая батарея (оранжевая) внутри отсека для исследований

Исследование протекающих в воздушно-литиевых батареях процессов является весьма сложной задачей. Для её реализации необходимо использовать специальные высокоинтенсивные рентгеновские лучи; подобной техникой обладают всего два исследовательских центра. В данном случае эксперименты проводились в Национальной Лаборатории Лоуренса Беркли в Калифорнии. Благодаря им стали более понятны процессы, происходящие на поверхности электродов, и реакция между кислородом и литием при приложении разности потенциалов.

В исследованиях использовался новый твердотельный вид воздушно-литиевого аккумулятора. При его разрядке атомы кислорода притягивают к себе ионы лития, образуя пероксид лития. Данная реакция является обратимой при использовании поверхностей из оксидов металла. Данный метод исследований может в будущей найти намного более широкое применение, чем в данном случае, предоставив возможность изучить различные электрохимические процессы, связанные с хранением и передачей энергии.