В Политехническом институте Ренсселера (США) разработали новые аккумуляторы с электролитами на водной основе — безопасные, эффективные и недорогие.
Водные электролиты позволяют сделать процесс производства батареи проще и дешевле. Но вода расщепляется под действием высокого напряжения — и количество электролита уменьшается. Это существенно сужает диапазон рабочего напряжения.
Американские исследователи взяли для электролита специальный водно-солевой раствор, наименее склонный к расщеплению. Катод изготовили из оксида лития и марганца, анод — из оксида ниобия-вольфрама.
Последнее соединение до сих пор не применялось для водных аккумуляторов. Оказалось, что оно способно сохранять значительное количество энергии, а это дало возможность получить наиболее емкую литий-ионную водную батарею.
Энергоемкость аккумулятора в основном обеспечивается удельным весом анодного материала. Оксид ниобия-вольфрама довольно тяжелый и плотный. Его частицы плотно прилегают друг к другу и способны удерживать большое количество энергии на единицу объема. Кроме того, кристаллическая структура соединения образует правильные проходы, по которым легко передвигаются ионы лития, ускоряя зарядку. Для водных батарей такое сочетание свойств необычно.
В результате получен высокоэффективный аккумулятор, который, сохраняя небольшой объем, имеет повышенную безопасность и пониженную стоимость. Такие можно использовать и в гаджетах, и в системах хранения энергии, и в электромобилях.
