Литий-углекислотная батарея в семь раз лучше литий-ионной

Литий-углекислотные батареи являются чрезвычайно эффективными аккумуляторами, потому в них удельная плотность энергии в семь раз выше, чем у литий-ионных батарей. Однако до сих пор ученые не могли создать полностью перезаряжаемый литий-углекислотный аккумулятор.

И вот исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго заявили, что успешно протестировали прототип литиево-углекислотной батареи, выдерживающий до 500 циклов зарядки/разрядки. Результаты их исследования опубликованы в журнале Advanced Materials.

«Литий-углекислотные батареи перспективны, но на практике мы до сих пор не могли получить действительно эффективный аккумулятор», – говорит один из авторов работы Амин Салехи-Ходжин, доцент кафедры механического и промышленного машиностроения в UIC’s College of Engineering.

Традиционно, когда разряжается литий-углекислотная батарея, она производит карбонат лития и углерод. Карбонат лития рециркулирует во время фазы зарядки, но углерод просто накапливается на катализаторе, что в конечном итоге приводит к выходу батареи из строя.

«Накопление углерода не только блокирует активные центры катализатора и предотвращает диффузию углекислого газа, но также запускает разложение электролита в заряженном состоянии», – сказал Алиреза Ахмадипаридари, другой автор исследования, аспирант UIC’s College of Engineering.

Салехи-Ходжин и его коллеги использовали новые материалы в своей экспериментальной углекислотной батарее, чтобы стимулировать тщательную переработку как карбоната лития, так и углерода. Они использовали дисульфид молибдена в качестве катодного катализатора в сочетании с гибридным электролитом, чтобы помочь включить углерод в циклический процесс.

В частности, их комбинация материалов дает единый многокомпонентный композит продуктов, а не отдельные продукты, что делает переработку более эффективной.

«Наша уникальная комбинация материалов помогает сделать первую литиево-углекислотную батарею с нейтральным уровнем выбросов углерода значительно более эффективной и долгоживущей, что позволит использовать ее в современных системах накопления энергии», – заключил Салехи Ходжин.