Литиево-ионные аккумуляторы сегодня используются практически во всех сферах, несмотря на ряд проблем, связанных с их производством, использованием и утилизацией. В том числе опасность представляют органические растворители, которые входят в состав электролитов для ЛИА. Эти растворители токсичны и легко воспламеняются.

Ученые предлагают заменить органические электролиты водными растворами минеральных солей — они не горят и не представляют опасности для окружающей среды. Правда, аккумуляторы с водными электролитами недостаточно энергоемкие. Но и здесь ученые приходят на помощь производителям. Добавив в состав электродов простые и доступные элементы, например, кислород или серу, можно увеличить энергоемкость водных аккумуляторов до 500 Ватт-час на кг, а это уже достаточно для использования их в электромобилях.

К сожалению, в процессе работы на аноде такого аккумулятора также могут формироваться дендриты — металлические наросты, которые снижают эффективность работы батареи и могут привести к короткому замыканию и возгоранию.

И вот во Флоридском Университете (США) был разработан оригинальный аккумулятор с электролитом на основе морской воды и наноструктурированным анодом, состоящим из биметаллических сплавов цинка с переходными металлами. Исследователи добились равномерного и свободного распределения кристаллов цинка по аноду, в результате чего ионы стали легко проникать внутрь этой трехмерной пористой наноструктуры, не осаживаясь на поверхности, а это практически полностью исключило рост дендритов. В процессе тестирования аккумулятор выдержал сто часов непрерывной зарядки-разрядки, не теряя рабочих качеств. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.