Вчені розробили дешевий високоефективний акумулятор із повітря

Професор Техаського університету A&M (США) Джоді Луткенхаус розробила метод використання полімеру як електрода в полімерно-повітряних батареях. Це допоможе удосконалити їх електрохімічні характеристики, пише Techxplore .

Вчена пояснює: полімерно-повітряні батареї коштують дешевше, ніж літій-іонні, і безпечніші. Їх відрізняє висока іонна провідність та стійкість. Однак їх електрохімічні характеристики обмежені, звідси виникають проблеми зі стабільністю та кінетикою. Професор Луткенхаус спробувала вирішити ці проблеми, з'ясувавши, як полімери зберігають та обмінюються зарядом з електролітом.

«Катод входить у реакцію з киснем, замикаючи ланцюг. У своїй роботі я використовувала полімер із жорсткою структурою основного ланцюга як анод», — розповіла Луткенхаус.

За її словами, полімер із жорсткою структурою є одночасно провідним та стабільним, забезпечуючи оборотні реакції, необхідні для повторної зарядки та розрядки. Дослідниця вивчила альтернативні полімерні аноди, що мають ряд переваг перед металевими анодами, включаючи низьку собівартість та високий рівень стабільності.

Жорстка "сходова" конструкція акумулятора, швидка кінетика та висока електропровідність дозволили полімерно-повітряному витримати 500 циклів заряду/розряду з мінімальною втратою продуктивності. Крім того, вчена розробила механізм перенесення заряду у реальному часі.

Корозії металевих анодів призводять до зниження циклічної стійкості металоповітряних батарей. Полімерно-повітряний акумулятор може бути альтернативою, замінивши метало-повітряні аналоги.

«Полімерно-повітряна батарея має високу ємність зберігання енергії та дуже тривалий термін служби», - наголосила професор Луткенхаус.

Дослідниця зазначила, що повітряні батареї є перспективними як акумулятори високої енергії, оскільки мають меншу масу в порівнянні з іншими аналогами. Однак тривала експлуатація повітряних батарей часто призводить до утворення карбонатних відкладень, які забивають акумулятор, чим скорочують термін її служби.

«Використовуючи полімер як електрод, ми могли б змінити електроліт, щоб запобігти утворенню карбонатів», — резюмувала Луткенхаус.