Новая разработка в сфере оборудования для хранения энергии исследователей калифорнийского университета в Сан-Диего в сотрудничестве с LG Energy Solutions сделает большой прорыв в энергетической отрасли.
Использование возобновляемых источников энергии – это главная задача всего человечества, но также, существует огромная необходимость в создании нового оборудования для хранения энергии, которое выдержит низкие производственные циклы. К сожалению, литий-ионные батареи, которые сейчас используются, не полностью удовлетворяют высокие темпы потребности энергии, поэтому ученые разработали твердотельную батарею с кремниевым анодом.
Система на литий-ионных батареях работает достаточно хорошо за счет использования в качестве анодов электрода графита, покрытого медной фольгой. Но приложения полета с электроприводом и сбережением энергии для сетей в перспективе потребуют аккумуляторов с более высокой плотностью энергии, что повлечет за собой поиск новых решений и разработок, таких как твердотельная батарея.
В основе твердотельной батареи лежит кремниевый анод, который и может обеспечить в 10 раз большую энергоемкость, в отличие от графита, который сейчас так популярен. Суть работы такой батареи в реакции кремния с жидкими электролитами, потом их расширение и сжимание во время циклов заряда и разряда. Этот процесс способствует к потере емкости со временем, а потом потере самого преимущества.
Разработкой занимается профессор калифорнийского университета Ширли Мэн, который и заменил жидкий электролит на твердый, а потом удалил полимерные и углеродные связующие, которые ранее использовались с кремниевыми анодами. Таким образом, Ширли Мэн полностью исключил ненужные химические реакции между электролитом и анодом и решил проблему.
«Мы сможем преодолеть ограничения в обычных батареях благодаря твердотельной основе. Новые возможности откроют еще больший рыночный спрос и понизят затраты. Но самое главное в том, что эти батареи более безопасны и экологичны для сетевого и транспортного хранения энергии» - говорят разработчики.
