Tani, giętki, szybko się ładujący, trwały i bezpieczny akumulator aluminiowy może być alternatywą dla akumulatorów litowo-jonowych – informuje „Nature”.
Prototyp opracowany przez naukowców z kalifornijskiego Stanford University to wypełniona elektrolitem miękka torebka, zawierająca dwie elektrody – aluminiową oraz mającą postać grafitowej gąbki. Ładowanie trwa poniżej minuty, a w porównaniu z rozpowszechnionymi konstrukcjami litowo-jonowymi (które niekiedy ulegają samozapłonowi) aluminiowy akumulator jest bardzo bezpieczny i wytrzymały. Główną wadą jest niższe niż w ogniwach litowo-jonowych napięcie – około dwóch woltów.
Jak zapewniają twórcy, nowy akumulator nie zapali się nawet w przypadku przewiercenia. I rzeczywiście, na wykonanym przez nich nagraniu video można zobaczyć, że potraktowany w ten sposób akumulator przez pewien czas nawet dostarcza energii.
Tanie i lekkie aluminium od dawna przyciągało uwagę inżynierów zajmujących się źródłami energii, jednak nikomu wcześniej nie udało się skonstruować nadającego się do praktycznego wykorzystania akumulatora z aluminiową elektrodą ujemną (anodą).
Kluczowe znaczenie miał wybór materiału na elektrodę dodatnią (katodę). Bardzo dobry okazał się grafit, składający się z cienkich warstw węgla. On także jest lekki, tani i powszechnie dostępny. Szczególnie dobre parametry zapewniło wykonanie katody z grafitowej gąbki – dzięki dużej powierzchni wchodzącej w kontakt z elektrolitem akumulator może działać szybciej.
Jako elektrolit zastosowano ciecz jonową - sól, która pozostaje płynna w temperaturze pokojowej. Niepalna ciecz jonowa jest znacznie bezpieczniejsza od łatwopalnych elektrolitów stosowanych w akumulatorach litowo-jonowych.
Podczas rozładowywania akumulatora aluminium anody ulega rozpuszczeniu, a jony metalu przemieszczają się do przestrzeni pomiędzy warstwami atomów węgla w grafitowej katodzie. Przy ładowaniu zachodzi odwrotny proces - aluminium odkłada się na anodzie. Ładowanie i rozładowanie można powtarzać bez pogorszenia parametrów do 7500 cykli – to kilka razy więcej niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych i setki razy więcej niż w dotychczasowych eksperymentalnych akumulatorach opartych na aluminium.
Przypuszczalnie tego rodzaju baterie mogłyby wejść na rynek za kilka lat. (PAP)
pmw/ mrt/
