Графен поможет создать аккумуляторы нового поколения

В настоящее время ученые пытаются найти способ создания надежных аккумуляторов с помощью оловянных и кремниевых электродов, так как они оба имеют потенциал хранить очень большое количество энергии по отношению к массе.

Исследователи Стэнфордского университета продемонстрировали аккумуляторы с кремниевыми электродами, способные накапливать в себе 1000 Вт-ч/кг, что в 10 раз больше, чем литий-ионные аккумуляторы в среднем. Однако электроды из олова и кремния имеют серьезный недостаток: они быстро изнашиваются. Когда они поглощают ионы лития – они расширяются, когда освобождают – сжимаются. Вследствие этого происходит быстрый износ.

Фактически, электроды поглощают слишком много ионов лития, увеличиваются в размерах в 2-3 раза и затем разрушаются. С другой стороны, кремний достаточно хрупкий, поэтому ученые разработали электрод, изготовленный из кремниевых проводов, но результат остался тем же.

Еще один вариант строения аккумуляторной батареи – использование микроскопических столбиков, состоящих из чередующихся слоев олова и графена. Изготовление аккумуляторов данным способом в отношении Вт-ч гораздо дороже традиционных. Однако если их мощность будет превосходить существующие показатели, то такие разработки могут окупиться: с помощью таких батарей можно будет проехать большее расстояние на электромобиле или развить более высокую скорость. К тому же, их объем и масса будут меньше, что тоже положительно скажется на использовании.

Как бы то ни было, у разработчиков впереди еще много работы: на данный момент аккумуляторы такого типа выдерживают немногим более 30 циклов зарядки/разрядки.