Литий-воздушные топливные элементы можно стабилизировать

Исправлены проблемы перезарядкой, эффективностью и удельное потребление энергии литий-воздушными топливными элементами.

По удельной энергоемкости такие устройства выигрывают в сравнении с ископаемым топливом. Но существуют серьезные препятствия к их массовому внедрению. Список включает неспособность нормальной перезарядки, падение эффективности из-за сильного перенапряжения и низкое удельное потребление энергии.

Таким характеристикам способствует 2 вида нестабильности, на которых сосредоточилась лаборатория профессора Линдена Арчера из Корнельского университета. Сначала специалисты преимущественно занимались вопросом образования ядер и роста дендритов с одного электрода на другой. Процесс приводил к короткому замыканию и преждевременному разрушению батареи. В новом исследовании, представленном в Science Advances, команда сосредоточилась на ухудшении пропускной способности. Аспирант Снехашис Чаудхури предложил решение этой задачи.

Проблемы возникают, когда электролит начинает реагировать с электродами, создавая изолирующие соединения, которые препятствуют транспорту ионов. Полностью отказаться от взаимодействия компонентов нельзя – оно необходимо для работы аккумулятора. Решение Чаудхури заключается в искусственной промежуточной фазе твердого электролита (SEI) – материале, защищающем электроды и одновременно способствующем движению электронов с одного конца батареи в другой.

Такие структуры формируются во всех электрохимических элементах. Их стабильность критична для работ«ы графитового анода литий-ионных батарей», — отметил Арчер.

Промежуточная фаза Чаудхури основана на ионных полимерах с бромидом. Избирательно крепясь к литиевому аноду, материал формирует тонкий защитный слой, предотвращающий его разрушение. SEI решила 3 проблемы: остановила рост дендритов, «усмирила» окислительно-восстановительные процессы, снизив перенапряжение, и защитила металл, не мешая движению ионов. опубликовано econet.ru 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet