Специалисты Sandia National Laboratories разработали новый жидкий электролит, который позволит делать аккумуляторы, в три раза более емкие, чем современные.
Новый электролит под названием MetILs можно изготавливать на базе соединений кобальта, марганца, железа, никеля и ванадия.
В течение 20 лет литий-ионные батареи были в авангарде исследований в области хранения энергии. Эти компактные, легкие аккумуляторы хорошо подходит для мобильных телефонов, портативных компьютеров и другой электроники. Однако литий-ионные батареи стоят дорого и быстро выходят из строя, что делает невозможным их использование в развивающемся секторе альтернативных источников энергии и электромобилей. Сегодня требуются дешевые и безопасные аккумуляторы огромной емкости, которые смогут накапливать электричество от солнечных панелей и ветряков, а также питать двигатели электрического транспорта.
Специалисты Sandia заняты разработкой следующего поколения аккумуляторов. Они сосредоточили внимание на проточных батареях с электролитом, содержащим свободно плавающие заряженные ионы металлов. Подобные аккумуляторы состоят из бака с электролитом, который поступает в электрохимическую ячейку, где химическая энергия электролита преобразуется в электрическую. Проточные батареи быстро заряжаются и разряжаются за счет изменения заряда электролита, который можно использовать много раз. Проточные батареи Sandia выдерживают более 14000 циклов заряд/разряд - это эквивалентно 20 годам службы, что недостижимо для современных литий-ионных аккумуляторов.
К сожалению, проточный аккумулятор для промышленных нужд имеет размеры небольшого дома и стоит намного дороже аналогичных по емкости литий-ионных батарей.
Специалисты из Sandia впервые отказались от использования воды в проточном аккумуляторе. Вместо этого они применили ионные жидкости на основе недорогих нетоксичных материалов, таких как железо, медь и марганец. Ученым удалось получить гораздо более высокую концентрацию активных металлов в электролите, поскольку отказ от воды кардинально решил проблему насыщения раствора. Таким образом можно утроить плотность энергии, что резко снижает габариты аккумулятора.
