Aluminiowa bateria półprzewodnikowa zachowuje 99% pojemności po 10 000 cykli ładowania
Wyniki nowego badania https://doi.org/10.1021/acscentsci.4c01615 brzmią niemal zbyt dobrze, by mogły być prawdziwe. Ogniwo akumulatorowe, które można wyprodukować z niedrogich materiałów przy umiarkowanym wysiłku, zasadniczo przewyższa inne technologie akumulatorowe. Po 10 000 cykli ładowania pojemność nadal wynosiła 99% pierwotnej wartości. Jednocześnie wydajność utrzymywała się na poziomie powyżej 99%, mimo że akumulatory litowo-jonowe są pod tym względem nieco lepsze. Nie mogą one jednak konkurować ze stabilnością i trwałością wykazaną przez tę nową baterię półprzewodnikową.
Wyjątkowo bezpieczna bateria półprzewodnikowa
Odnosi się to również do innej równie ważnej cechy: naukowcy przebili, zwarli i podgrzali opracowane ogniwo baterii do 1000 ° C. Ogniwo nie przeciekało, nie zapaliło się, a nawet w temperaturze 200°C miało takie samo napięcie jak w temperaturze pokojowej.
Osiągnięto to dzięki baterii aluminiowo-jonowej, której ciekły elektrolit składa się z chlorku glinu, który ma tendencję do szybkiej korozji w większości eksperymentów. Anoda ulega uszkodzeniu, a ogniwa baterii szybko się starzeją. Dodanie fluorku glinu i pokrycie elektrody specjalnym rodzajem soli przekształciło ogniwo w baterię półprzewodnikową, co rozwiązało ten problem. W połączeniu oba składniki zapewniają wysokie bezpieczeństwo operacyjne i wyjątkową trwałość.
Naukowcy, którzy są powiązani z Uniwersytetem Pekińskim i Pekińskim Instytutem Technologii, dodatkowo podkreślają wysoką zdolność do recyklingu. Fluorek glinu może być wypłukany i prawie całkowicie ponownie wykorzystany do produkcji nowych ogniw baterii. Samo aluminium również w dużym stopniu nadaje się do recyklingu.
Użytkowanie na urządzeniach mobilnych może być trudne
Największym zastrzeżeniem tej baterii na bazie aluminium jest jej gęstość energii, która jest znacznie niższa niż w przypadku konkurencyjnych technologii i wynosi około 150 watogodzin na kilogram. Odpowiada to zaledwie jednej trzeciej do jednej piątej najlepszych obecnie akumulatorów półprzewodnikowych i litowo-jonowych, ale nadal dobrze wypada w porównaniu z typową baterią domową.
Dlatego wydaje się prawdopodobne, że te niezwykle trwałe i potencjalnie niedrogie aluminiowo-jonowe baterie półprzewodnikowe będą wykorzystywane głównie w urządzeniach stacjonarnych. Chociaż z pewnością będzie na to popyt, okaże się, czy komercyjna produkcja tych baterii zakończy się sukcesem. Ich właściwości techniczne zdecydowanie wydają się kuszące.
Add as a preferred source on Google
