Сколковские литий-воздушные аккумуляторы
Преимущества Li-воздушных аккумуляторов очевидны в работе электромобилей. Они позволят запасать больше энергии при меньшем весе и меньшей стоимости.
«В самых продвинутых Li-ion аккумуляторах запасается всего 180–190 ватт-часов на кг веса (в 1 кг бензина — около 10 киловатт-часов). Кроме того, Li-ion аккумулятор, способный запасать 1 киловатт-час, стоит больше 1000 долларов», — утверждает Даниил Иткис, научный руководитель FM Lab.
Сейчас прототипы российских аккумуляторов запасают около 1 киловатт-часа на 1 кг веса, а к 2013 году ученые из FM Lab планируют собрать образец, способный запасать 10 киловатт-часов на 1 кг.
Литиевые аккумуляторы, как и все химические источники тока, работают за счет окислительно-восстановительной реакции. Чем активнее окислитель и восстановитель, тем эффективнее батарея. В качестве анода используют литий, он обладает самым большим электродным потенциалом (-3 вольта). К тому же, литий — самый легкий металл, что уменьшает вес аккумулятора. Катод в Li-ion аккумуляторах делают из сильных окислителей, например из оксида кобальта.
В Li-воздушных аккумуляторах будет использоваться чистый литий, чтобы избежать проблем с безопасностью, а проблема равномерного оседания лития при зарядке решится за счет применения новых электролитов, разрабатываемых самой FM Lab.
Одна из основных сложностей заключается в совмещении работы воздушного электрода с литием — воздух содержит влагу, которая мешает нормальному протеканию окислительно-восстановительной реакции. Поэтому сейчас мы активно работаем над созданием полимер-керамических пластин — хорошо проводящих твердых газоплотных электролитов, которые можно будет хоть в рулоны сворачивать без угрозы повреждений», — сообщил Иткис.
Li-воздушные аккумуляторы возвращают кислород в атмосферу и не выбрасывают вредных веществ.
При использовании Li-воздушной батареи в электромобиле подразумевается обдувка катода потоком фильтрованного воздуха — под капотом уже нет огромного двигателя внутреннего сгорания, так что найдется место для воздухофильтров.
