«Просто додай води»: науковці змогли продовжити термін служби літієвих батарей на 750%

Команда корейських учених вдалося значно збільшити термін служби літій-металевих батарей шляхом розробки захисного шару із порожнистих нановолокон, в якому використовується гуарова камедь і вода замість токсичних матеріалів. За допомогою цього шару батареї змогли працювати на 750% довше, а їхня початкова ємність збереглася на рівні понад 93% після 300 циклів зарядки-розрядки.

Літій-метал, який має багато переваг у порівнянні з літій-іонними акумуляторами, часто не використовується через його нестабільність. Проблемою є утворення дендритів на поверхні металу під час зарядки, які знижують продуктивність батареї та створюють ризик короткого замикання та пожежі. Звичайні методи захисту не є ефективними і нерідко неекологічними.

Корейські вчені вирішили цю проблему, розробивши захисний шар з порожнистих нановолокон на основі гуарової камеді та води. Цей шар створює «дорожню карту» для іонів літію, яка контролює їх переміщення та перешкоджає утворенню дендритів. Порожні нановолокна стабілізують взаємодію між іонами літію та металом, не даючи іонам безладно накопичуватися на поверхні.

Перші результати дослідження свідчать про значне збільшення терміну служби батарей. Вони працювали на 750% довше, ніж звичайні літій-металеві акумулятори, і зберегли більше 93% початкової ємності після 300 циклів зарядки-розрядки. Ще одного важливого моменту варто зазначити - цей захисний шар повністю розкладається в ґрунті всього за місяць.

«Оскільки навантаження на довкілля, спричинене виробництвом і утилізацією акумуляторів, стає актуальною проблемою через різке зростання попиту на акумулятори, цей метод виробництва на водній основі з властивостями біологічного розкладання значною мірою сприятиме комерціалізації екологічно чистих акумуляторів нового покоління», - пояснив професор Іл-Ду Кім, один із ініціаторів розробки.

Раніше вчені з Массачусетського технологічного інституту також зробили прорив у боротьбі з пластиковим забрудненням, розробивши методику виробництва біорозкладних мікрочастинок пластику, які можуть бути використані у миючих засобах та косметиці.