Ученые из Стэнфорда разработали батарею на основе хлора: она в 6 раз мощнее, чем литий-ионная

В основе метода – стабилизация реакций летучего хлора внутри устройства. Вскоре решение может стать основой для высокопроизводительных аккумуляторов, чтобудут питать смартфоны в течение недели.

Интересно В Стамбуле установили турбины, которые превращают ветер движения транспорта в энергию

Исследование

В основе хлорной батареи лежит литий-тионилхлорид, что впервые появилась еще в 1970-х годах. Такие батареи демонстрируют высокую плотность энергии, но из-за высокореактивного хлора они пригодны только для одноразового использования.

Обычно в батареи электроны перемещаются во время разрядки, а затем возвращаются в свою первоначальную форму. Однако в этом случае хлорид натрия или хлорид лития превращается в хлор, который слишком склонен к реакциям, чтобы с большой эффективностью превращаться обратно в хлорид.

На этот раз команда попыталась улучшить характеристики этой батареи. В ходе экспериментов ученые зафиксировали стабилизацию химических реакций – это позволило батареи в определенной степени перезаряжаться. Дальнейшие исследования привели команду к разработке нового электродного материала из пористого углерода. Он действует как губка – впитывает неустойчивые молекулы хлора и безопасно хранит их, чтобы снова превратить в хлорид натрия.

Мы можем разрядить аккумулятор и превратить хлор в NaCl – поваренную соль – и повторить этот процесс в течение многих циклов. Теперь можно выполнять цикл до 200 раз, и есть возможности для улучшения,
 – заметил Гуаньчжоу Чжу.

Специалисты отмечают, что хороший литий-ионный аккумулятор может выдерживать 500 – 1 000 циклов.

Кроме того, устройство продемонстрировало очень высокую плотность энергии – 1 200 мА/ч на грамм материала электрода, что примерно в 6 раз превышает показатель современных литий-ионных аккумуляторов.

Применение

Ученые считают, что аккумулятор смогут применять в слуховых аппаратах, пультах дистанционного управления или для питания устройств, требующих нечастой подзарядки, к примеру - спутники или отдаленные датчики, которые можно заряжать солнечной батареей. Для использования в смартфонах и электромобилях ученым потребуется увеличить размер батареи и разработать соответствующую конструкцию, а также увеличить количество раз для безопасного использования.