Ученые под руководством лауреата Нобелевской премии по химии 2015 года Роберта Граббса создали новый тип аккумуляторов на фториде, которые позволят продлить работу устройств в восемь раз. Описание открытия опубликовано в журнале Science.
В литий-ионных батареях, установленных в большинство устройств, положительно заряженные катионы лития Li2+ используются в качестве химического «поршня» для проведения электрического заряда через контур.
При полной зарядке катионы находятся в аноде батареи, а как только цепь открывается, перетекают в катод. При этом возникает электрический ток, который позволяет устройству работать.
Химический поршень может работать и в обратном направлении — отрицательные ионы, такие как фторид, способны создавать достаточное напряжение для проведения электронов через проводник.
Однако до сих пор фторид не использовался в аккумуляторах из-за того, что при работе он нагревается до очень высокой температуры в 150 °С. Исследователи нашли решение этой проблемы — они обнаружили растворитель электролита, который позволяет анионам фторида смешиваться с электронами при комнатной температуре.
Фторидные батареи имеют более высокую плотность энергии. Это значит, что они могут прослужить дольше — до восьми раз дольше, чем батареи, которые используются сегодня.
Роберт Граббс
Когда устройство появится на рынке и сколько оно может стоить, ученые не уточняют.
Ранее японская компания TDK создала крошечные твердотельные аккумуляторы для носимых устройств и смартфонов. Батареи выдерживают до 1 тыс. циклов перезарядки и безопаснее, чем традиционные литий-ионные аккумуляторы.