Создан аккумулятор, с которым смартфон проработает неделю без подзарядки

Техника
мобильная версия
, Текст: Сергей Попсулин
Литиево-воздушные аккумуляторы, предлагающие в пять раз большую плотность заряда по сравнению с современными источниками питания, стали ближе к практическому применению благодаря созданию катализатора, значительно повышающего их эффективность. По словам исследователей, подобные элементы питания способны обеспечить минимум до одной недели автономной работы мобильных устройств.

Новый катализатор

Исследователи из Техасского университета в Далласе при участии коллег из Сеульского университета создали для литиево-воздушных аккумуляторных батарей катализатор под названием диметилфеназин, способный значительно повысить энергетическую эффективность источников питания указанного типа.

Диметилфеназин является растворимым катализатором. Катализаторы также бывают в твердом состоянии. Исследователи выяснили, что растворимые катализаторы позволяют повысить эффективность гораздо больше, чем твердые. Авторы работы также выяснили, что в растворимым катализатором могут быть лишь некоторые органические вещества.

Ближе к практическому применению

«Катализатор способен сделать литиево-воздушные батареи ближе к практическому применению», — заявил Юнпин Чжэн (Yongping Zheng), аспирант Техасского университета в Далласе, один из участников группы исследователей.

Руководителем проекта стал Кьюнже Чо (Kyeongjae Cho), профессор кафедры материаловедения Техасского университета в Далласе. Он отметил, что новый катализатор открывает новые возможности по разработке литиево-воздушных аккумуляторов. Работы еще предстоит много, и в потребительских устройствах такие источники питания появятся не раньше, чем через 5-10 лет, считает он.


Разработка нового катализатора в лаборатории

Разжечь интерес

Для того чтобы ускорить процесс выхода на рынок, Чо и его команда поделились результатами исследования с производителями аккумуляторов для автомобилей и мобильных устройств. По словам Чо, все они проявили интерес к его работе.

«Это в действительности большой шаг вперед. Я надеюсь, что наша работа приведет к росту интереса к литиево-воздушным батареям, как к реальным источникам питания, а не просто как экспериментальной, лабораторной технологии», — добавил он.

Аккумуляторы нового типа

Принцип работы литиево-воздушных элементов питания основан на том, что литиевый анод взаимодействует с кислородом в воздухе. Металл окисляется с образованием ионов и электронов. Электроны идут по внешней цепи, формируя электрический ток, а ионы лития мигрируют через электролит к катоду из пористого углеродного материала.  

По словам исследователей, литиево-воздушные аккумуляторы способны предложить в пять раз большую емкость по сравнению с современными литиево-ионными батареями при тех же габаритах и весе. Подобные источники питания способны обеспечить ход электромобиля длиной 640 км на одном заряде или работу современного смартфона в течение недели без подзарядки.  

Другие работы

Литиево-воздушные аккумуляторы обладают высокой плотностью заряда, но быстро расходуют свой ресурс. Исследователи в различных странах пытаются решить эту проблему. Так, в феврале 2016 г. группа ученых (опять же из США и Кореи) придумала, как можно продлить срок жизни таких аккумуляторов. В частности, исследователи смогли изменить химическую реакцию и добиться выделения побочного продукта, который легко «утилизировать», и который не будет приводить к разрушению структуры.