«Гонка за хранением большего количества энергии в меньшем пространстве только что сделала многообещающий поворот». Эта цитата отражает ажиотаж вокруг нового открытия, сделанного в Иллинойсском технологическом институте и Аргоннской национальной лаборатории в Соединенных Штатах.
Исследователи разработали перезаряжаемую литий-воздушную батарею, которая может превзойти современные литий-ионные батареи в четыре раза. Секрет заключается в четырехэлектронной химической реакции, которая ранее была недостижима для ученых. Эта инновационная конструкция батареи использует твердый электролит, состоящий из наночастиц с литием внутри керамической и полимерной матрицы.
Значение этого прорыва огромно. Новая конструкция батареи может достичь плотности энергии 1200 Втч на килограмм, что примерно в четыре раза больше, чем у существующих батарей. Это достижение приближает плотность энергии к плотности ископаемого топлива, такого как бензин, но без сопутствующих недостатков.
Более того, переход на твердый электролит повышает безопасность за счет устранения легковоспламеняющихся жидкостей, тем самым значительно снижая риск пожаров или утечек. Эта батарея обещает не только повышенную мощность, но и долговечность, со сроком службы не менее 1000 циклов зарядки. Ключом к этому достижению является сочетание твердого электролита с уникальным катализатором, фосфидом тримолибдена, который облегчает образование и разложение оксида лития во время работы.
Используя передовые методы, такие как криоэлектронная микроскопия, ученые наблюдали эту трансформацию в действии, подтверждая, что процесс происходит стабильно и контролируемо. Это исследование, опубликованное в журнале Science и профинансированное Министерством энергетики США и другими научными учреждениями, закладывает основу для нового поколения более чистых, безопасных и мощных батарей. Это открытие открывает дверь для полной переработки химии хранения энергии, с батареей, которая дышит воздухом и преобразует то, как мы потребляем энергию.