Повышенная энергоемкость литий-воздушных батарей

26.07.11

Вчетверо больше энергии

У литий-воздушных батарей удалось значительно повысить удельную энергоёмкость. Новый тип литиевых аккумуляторов может запасать вчетверо больше энергии на единицу веса, чем традиционные литий-ионные накопители.

Литий-воздушные батареи считаются перспективным средством аккумуляции энергии, которое может потеснить своих предшественников в различных областях. Их особенностью является катод из пористого углерода, который запасает находящийся в воздухе кислород. При разряде ионы лития движутся с литиевого анода через электролит и вступают в реакцию с кислородом, образуя оксид или пероксид лития. Параллельно с анода на катод движутся электроны, что в итоге и даёт ток.

Ионы лития движутся с литиевого анода

Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) использовали в качестве катода «ковёр» из углеродных волокон диаметром около 30 нм, выращенный на керамической подложке с помощью CVD-процесса.

Реакция с кислородом образует пероксид лития

«Нам удалось получить структуру, в которой 90% объёма занимает свободное пространство для размещения участвующего в реакции материала», — рассказывает руководитель проекта Ян Шао-Хорн. Прежнее достижение годовой давности заключалось в создании более сложной углеродной структуры, в которой на долю «пустоты» приходилось 70% объёма.

Удельная энергоёмкость новых аккумуляторов достигла 2 500 Вт•ч/кг; для сравнения, у литий-ионных батарей она составляет около 600 Вт•ч/кг. Ещё одним достоинством является упорядоченная форма углеродных волокон, благодаря чему можно наблюдать за поведением электрода под электронным микроскопом. Это может дать ключ к будущим усовершенствованиям, отмечают специалисты.

Результаты работы опубликованы в журнале Energy and Environmental Science.

Комментарии:

Зарядка мобильника кроссовками Прозрачный невидимый аккумулятор