Група дослідників представила передову алюмінієво-іонну (Al-ion) батарею, яка обіцяє зробити революцію в системах зберігання енергії. На відміну від літій-іонних (Li-ion) акумуляторів, які зазвичай страждають від деградації місткості з часом, ця нова технологія зберігає вражаючі 99% своєї місткості після 10 000 циклів заряджання та розряджання. Прорив пояснюється її твердотілою конструкцією. Як повідомляє ACS Central Science, ця інновація пом’якшує такі поширені проблеми, як деградація і загрози безпеці.
Про це заявив Вей Ванг, провідний дослідник, який брав участь у розробці батареї:
“Ця нова конструкція літій-іонного акумулятора демонструє потенціал довговічного, економічно ефективного та безпечного рішення для зберігання енергії. Здатність відновлювати та переробляти життєво важливі матеріали підвищує його екологічність”.
Батарея, яка зберігає 99% своєї місткості після 10 000 циклів заряджання, означає надзвичайно довгий термін служби. Для порівняння, більшість літій-іонних акумуляторів зазнають значного падіння місткості після 500-1 500 циклів, що зазвичай триває від 2 до 3 років за умови регулярного використання. І навпаки, літій-іонний акумулятор може підтримувати майже початкову місткість протягом майже 30 років за умови щоденної зарядки, що може суттєво вплинути на технологічний сектор.
Наявність такої батареї в смартфонах означала б кінець проблем, пов’язаних з акумуляторами, що потенційно призвело б до того, що батарея пережила б сам телефон. Однак це може призвести до непотрібної утилізації ще функціонуючих акумуляторів, що робить Al-іонний акумулятор більш придатним для пристроїв, призначених для тривалого використання.
Ключ до інтеграції відновлюваної енергетики
Оскільки відновлювані джерела енергії, такі як сонячна та вітрова, стають все більш поширеними, ефективні варіанти зберігання енергії є життєво важливими для підтримання стабільності енергосистеми. Традиційним літій-іонним батареям часто заважають високі виробничі витрати, ризики для безпеки та менший термін служби, що робить їх менш сприятливими для широкого впровадження. На противагу цьому, літій-іонні акумулятори є перспективною альтернативою, що характеризується нижчою вартістю та підвищеною довговічністю.
Ця інноваційна батарея розв’язує проблеми, пов’язані з попередніми алюмінієво-іонними технологіями, зокрема, проблеми продуктивності та небезпеки, пов’язані з рідкими електролітами. Дослідницька група досягла цього завдяки використанню твердотілого електроліту, стабілізованого за допомогою солі алюмінію, що значно підвищило стабільність батареї та мінімізувало корозію, яка була характерною для попередніх версій.
Подальше вдосконалення відбулося завдяки додаванню фторметиленкарбонату, який утворює захисний шар на електродах і запобігає утворенню шкідливих кристалів алюмінію.
Під час випробувань нова батарея продемонструвала виняткову стійкість до вологи, зберігаючи свою фізичну і термічну стабільність навіть за високих температур до 200°C. Вона також витримала багаторазові механічні навантаження і не піддавалася впливу вологи. Вона також витримала багаторазові механічні навантаження без зниження продуктивності.
Важливою перевагою цієї батареї є її придатність до перероблювання, оскільки значна частина алюмінієвої солі легко відновлюється і може бути використана повторно, що підвищує її екологічність порівняно з іншими альтернативами.
Перспективне майбутнє для зберігання енергії
Ця нова батарея впроваджує кілька важливих модернізацій для галузі, включаючи довший термін служби, підвищену безпеку та зменшений вплив на навколишнє середовище. Таким чином, вона являє собою значний прогрес у галузі зберігання енергії. Оскільки “зелена” енергетика продовжує розвиватися, ця інновація підтримує перехід до чистіших, стійкіших і надійніших енергосистем. Усуваючи специфічні обмеження літій-іонних акумуляторів, ця технологія забезпечує надійне рішення для мережевого зберігання енергії, сприяючи створенню більш зеленого і стійкого майбутнього.
Однак наразі не існує чітких термінів, коли ця батарея буде інтегрована в комерційні пристрої, оскільки дослідження і розробки все ще тривають, і її остаточний потенціал ще не реалізований.
