Новий тип високоефективних акумуляторів великої ємності

Відео: Магнітне поле збільшує ємність батарей в три рази

Відео: Craftmann АКБ стандартної і підвищеної ємності для Samsung Galaxy Note 3 розпакування і зовнішній вигляд

Марганцево-цинкові акумулятори (Zn-Mn) вдалося вдосконалити. Створений прототип може витримати набагато більше циклів заряду, ніж звичні свинцево-кислотні автомобільні акумулятори, при тому що вартість їх виробництва приблизно однакова. Новий акумулятор створений з безпечних для екології компонентів, а також відрізняється високою щільністю зберігання енергії.

Лаври відкриття належать співробітникам Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії при Міністерстві енергетики США.

"Ідея використання марганцево-цинкових елементів далеко не нова. Її розробляли ще з другої половини 1990-х років, намагаючись знайти безпечну і дешеву альтернативу літій-іонним акумуляторам, - сказав Джун Ліу (Jun Liu), співробітник лабораторії. - Однак вже після кількох циклів перезарядки перші прототипи виходили з ладу. Ми припускаємо, що це відбувалося через дисбалансу хімічних елементів ".

При співпраці з Вашингтонським університетом (США) Ліу і його колеги ретельно вивчили цю проблему. Первинною метою дослідження був пошук способів хоч невеликого збільшення терміну служби цих елементів живлення і виправлення знайдених помилок в перших прототипах.

Літій-іонні батареї в останні роки стали головною темою наукових робіт по всьому світу. І багато фізиків помилково вірили, що електропровідні характеристики літієвих акумуляторів можна вважати універсальними. В літій-іонних батареях під час отримання та передачі електроенергії відбувається процес інтеркаляції, коли іони літію проходять крізь атомну решітку електродів всередині акумулятора.

Як виявилося, всередині марганцево-цинкових батарей відбуваються зовсім інші процеси. Тут під час заряду починається оборотна хімічна реакція, під час якої утворюється нове з`єднання - гідроксілсульфат цинку, а процеси в Zn-Mn-батареях швидше схожі з процесами в свинцево-кислотних акумуляторах. З цього моменту дослідження перейшли на більш серйозний рівень з використанням засобів рентгенографії, спектроскопії ядерного магнітного резонансу і просвічує електронної мікроскопії.

Виявилося, що новий елемент з`являється в результаті реакції позитивно заряджених анодів оксиду марганцю з протонами водного електроліту. В результаті електроди виявилися повністю покриті цим новим з`єднанням, через що сильно постраждала електропровідність і в кілька разів зменшилася кількість робочих циклів акумулятора.

Швидкість проходження небажаної реакції вдалося сповільнити, збільшивши концентрацію марганцю в електролітному розчині перед подачею енергії. Автори винаходу стверджують, що ємність експериментального прототипу склала 285 мАг на один грам оксиду марганцю. Акумулятор витримує 5 тис. Циклів перезарядження, при цьому втрати початкової ємності складають всього 8%.