Какими будут аккумуляторы будущего?
Надоело каждый день заряжать смартфон? Новые аккумуляторы скоро смогут положить конец этому утомительному ритуалу.
![](https://ichip.ru/images/cache/2015/7/13/fit_300_200_false_crop_1044_694_0_0_q90_265882_dd4ea3f422.jpeg)
![](https://ichip.ru/favicon-180x180.png)
Смартфоны становятся все тоньше и быстрее. Однако если батарея разряжается менее чем за день, то практической пользы от этого будет мало. В эпоху переносных устройств и мобильных компьютеров спрос на емкие аккумуляторы постоянно увеличивается. В сущности, речь идет об энергетической плотности.
В связи с этим встает вопрос: сколько носителей заряда сможет «вместить» батарея в определенном объеме? Применительно к преобладающей в настоящее время литий-ионной технологии это означает, что чем больше атомов лития накапливается на аноде аккумулятора, тем больше энергии он способен запасать.
![Литий-ионные батареи повышенной емкости](https://ichip.ru/blobimgs/uploads/2015/07/battery.jpg)
Наиболее эффективным вариантом, разумеется, было бы изготовление анода из чистого лития. Однако подобные попытки приводили к тому, что батареи переставали работать уже через несколько циклов зарядки или даже вообще загорались.
Специалисты SolidEnergy смогли решить данную проблему. Ими была сконструирована батарея, в которой благодаря комбинации твердого и жидкого электролита удалось предотвратить химическую реакцию между литием и жидким электролитом (это материал, через который перемещаются ионы лития при разрядке), способную вызвать воспламенение аккумулятора. Эта новая технология чрезвычайно увеличивает энергетическую плотность батарей.
В ходе первых испытаний такие элементы после 300 циклов зарядки потеряли всего 20% емкости, что сравнимо со значениями современных аккумуляторов смартфонов.
Аккумуляторы будущего
Еще более высокой энергетической плотности можно добиться, если сконструировать металло-воздушный аккумулятор. К сожалению, аноды, изготовленные из металла, вследствие электрохимических процессов, протекающих в батарее, быстро приходят в негодность.
![Альтернативы литий-ионных батарей](https://ichip.ru/blobimgs/uploads/2015/07/battery1.jpg)
Впрочем, не так давно японская компания Fuji Pigment объявила о возможности производства новых аккумуляторов из алюминия и воздуха. Согласно данным производителя, алюминиевый электрод не должен разрушаться как минимум в течение 14 дней, так как на него нанесено керамическое покрытие. Специалисты Fuji Pigment утверждают, что энергетическая плотность их разработки в 40 раз выше плотности литий-ионных батарей.
![Катод из серы](https://ichip.ru/blobimgs/uploads/2015/07/li-s.jpg)
А начиная с 2015 года четыре института Общества им. Фраунгофера объединили свои усилия в работе над проектом LiScell с целью разработки литий-серных (Li-S) аккумуляторов. В подобных элементах ранее используемый дорогой материал катода литий-ионных батарей может быть заменен недорогой нетоксичной серой. Кроме того, исследователи надеются увеличить энергетическую плотность по меньшей мере на 60%.
Фото: Ola Jakup Joensen; Niels Bohr Institute (Aufmacher); germanium.jpg/images-of-elements.com/CC BY 3.0 (re. o.); Niels Bohr Institute (li. o.); Peter Nussbaumer/Wikipedia/CC BY-SA 3.0 (li. 2. v. o.); Forschungszentrum Jülich (li. 2. v. u. und u.); Samsung (re. o.); Plasmachem (re. u.); Solid Energy Systems (3 o.); Fraunhofer IWS Dresden (u.)
Инфографика: Andreia Margarida da Silva Granada