Алюминий и графен. В Австралии созданы революционные аккумуляторы, которые могут заменить современные батареи

25 мая 2021, 22:10
Цей матеріал також доступний українською

Австралийская компания Graphene Manufacturing Group (GMG) из Брисбена создала батареи, которые по многим параметрам выглядят намного лучше современных литиевых аккумуляторов.

Разработчики называют новинку «прорывом» и обещают через год начать серийное производство этих батарей.

Новые аккумуляторы из алюминия и графена дешевле, не используются редкоземельные металлы, не горят, выдерживают колоссальные токи и широкий диапазон рабочих температур. Такие аккумуляторные батареи могут ускорить развитие электротранспорта. Однако GMG обещает начать производство алюминиево-ионных графеновых батарей для электромобилей только в 2024 году, а со следующего года запустит батареи для других нужд.

Видео дня

Компания заявляет, что для выпуска алюминиево-ионных графеновых аккумуляторов для электромобилей необходимо создание на заводах элементов стандартной формы и со стандартными электрическими характеристиками, в частности с таким же напряжением, как у литий-ионных аккумуляторов. А пока компания намерена производить революционные элементы в собственном форм-факторе, оптимизированном с помощью фирменных технологий.

Катод алюминиево-ионной графеновой батареи представляет собой несколько слоев перфорированного графена с порами около 2,3 нм. В порах закладываются атомы алюминия, что делает материал достаточно плотным с точки зрения способности накапливать энергию и способным пропускать гораздо большие токи, чем литий-ионный. Также следует иметь в виду, что каждый ион алюминия в процессе заряда обменивается на катоде на три электрона, тогда как ион лития обменивается только одним электроном.

Токовые характеристики алюминиево-ионных графеновых аккумуляторов заявлены как токовые характеристики алюминиево-ионных аккумуляторов — 5 А / г. По энергоемкости «алюминиевые» аккумуляторы на 30−40% хуже хороших современных литиевых аккумуляторов, но в три раза лучше, чем лучшие лабораторные образцы алюминиево-ионных аккумуляторов, которые были созданы в Стэнфордском университете. Австралийские аккумуляторы в нынешнем виде обещают удельную энергоемкость до 160 Вт · ч / кг и мощность до 7000 Вт / кг.

Благодаря способности выдерживать большие токи разработчики называют свои аккумуляторы почти суперконденсаторами. Элемент типа «монета» заряжается за несколько секунд и имеет емкость в три раза больше, чем у литиевых аналогов.

Из этих элементов, кстати, GMG рассчитывает начать промышленное производство алюминиевых аккумуляторов в конце этого или в начале следующего года.

Ранее НВ писал, что ученые представили невесомый аккумулятор, который изменит наши гаджеты и электромобили. Главным отличием структурного аккумулятора является то, что эта батарея встроена в конструкцию техники, в которой она работает. Структурные батареи называют «безмассовыми» накопителями энергии — по сути, вес аккумулятора исчезает, когда он становится частью несущей конструкции.

Исследовательская группа из Технологического университета Чалмерса уже давно пыталась создать невесомый аккумулятор. Первая попытка создать структурную батарею была предпринята еще в 2007 году, но ученым не удавалось производить батареи с одновременно хорошими электрическими и механическими свойствами. Но теперь, кажется, им это удалось.

«Предыдущие попытки создать структурные батареи привели к получению элементов либо с хорошими механическими свойствами, либо с хорошими электрическими свойствами. Но здесь, используя углеродное волокно, нам удалось спроектировать структурную батарею с конкурентоспособной емкостью хранения энергии и жесткостью», — объясняет Лейф Асп, профессор Технологического университета Чалмерса и руководитель проекта.

Ученый уверен, что будущее у таких аккумуляторов есть, причем не только в автомобилестроении, но и намного дальше: «Структурная батарея следующего поколения имеет фантастический потенциал. Если вы посмотрите на потребительские технологии, то через несколько лет вполне возможно будет производить смартфоны, ноутбуки или электрические велосипеды, которые будут весить вдвое меньше, чем сегодня, и будут намного компактнее», — уверяет он.

Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X