Новый тип алюминиево-воздушной батареи работает с небольшим количеством масла
Новая конструкция может помочь решить проблему, которая долгое время беспокоила алюминиево-воздушные батареи.
Аккумуляторы, которые используют алюминий и кислород, обычно живут недолго и умирают молодыми. Но новый тип батарей может помочь этим устройствам с высокой энергией работать дольше.
Алюминиево-воздушные батареи являются перспективными кандидатами на новое поколение неперезаряжаемых батарей, потому что они сверхлегкие и компактные. Однако их применение пока затруднительно, поскольку их внутренние компоненты быстро ухудшают друг друга. За месяц потеря емкости может составить до 80%.
В новой установке алюминиево-воздушной батареи, описанной 9 ноября, небольшое количество масла действует как буфер между коррозионными компонентами батареи, что значительно увеличивает срок хранения устройства. Такие улучшенные одноразовые батареи могут обеспечить резервное питание электрическим автомобилям или питать электроустройства в отдаленных регионах вне сети.
«Это очень умная конструкция, — говорит Yiying Wu, химик из Университета штата Огайо, не участвующий в работе. Масляно-буферная схема может также улучшить другие типы металл-воздушных батарей, чувствительных к самокоррозии, например, устройства с цинком и воздухом», — говорит он.
Каждый элемент алюминиево-воздушной батареи содержит два электрода, алюминиевые анод и катод, разделенные жидкостью, называемой электролитом. Ионы кислорода из воздуха попадают в катод, где они реагируют с электронами и частицами алюминия, которые протекают через электролит из анода, высвобождая энергию. К сожалению, когда аккумулятор находится в режиме ожидания, водяной электролит питается от алюминиевого анода.
В обычной алюминиево-воздушной батарее анод и катод всегда разделяются жидким электролитом. В новой версии батареи электролит накачивается между электродами только тогда, когда аккумулятор питает другое устройство (середина). Когда аккумулятор находится в режиме ожидания, масло нагнетается в область между анодом и полимерной мембраной для защиты поверхности алюминия от коррозионного электролита.
Брэндон Хопкинс, инженер-механик Военно-морской лаборатории США в Вашингтоне и его коллеги создали более долговечное, вставив полимерную мембрану между электродами ячейки. Когда аккумулятор питает какое-либо устройство, электролит закачивается в области с обеих сторон мембраны из резервуара. Когда ячейка не используется, электролит сливается со стороны мембраны рядом с алюминиевым анодом, и масло заменяет его. Масло экранирует алюминий от электролита с другой стороны мембраны. Как только аккумулятор снова активируется, масло откачивается, и электролит возвращается обратно.
Хопкинс говорит, что помимо использования в качестве аварийного источника питания для электромобилей, такие легкие клетки могут приводить в действие дальнобойные дроны. Алюминиево-воздушные батареи могут также поставлять энергию вне сети для военнослужащих и гражданских лиц в отдаленных районах.
Источник: VistaNews
