Разработаны более мощные и долговечные литий-кислородные батареи

Ученые Массачусетского технического университета, Аргоннской национальной лаборатории и Пекинского университета разработали более энергоэффективные и более долговечные литий-кислородные батареи.

Обычные литий-кислородные батареи втягивают в себя кислород из наружного воздуха, чтобы управлять химической реакцией во время цикла разрядки, и этот кислород вновь выделяется в атмосферу при обратной реакции в цикле зарядки.

В новом варианте того же рода электрохимические реакции происходят между литием и кислородом во время зарядки и разрядки, но они занимают место и не дают кислороду вернуться к газообразной форме. Вместо этого кислород остается внутри в твердом состоянии и распределяется напрямую между тремя соединениями – Li2O, Li2O2, и LiO2, которые смешиваются вместе в форме из стекла. Это снижает потери напряжения в пять раз, с 1,2 вольт до 0,24 вольт, так что только 8% электроэнергии превращается в тепло. Это позволит заряжать электромобили намного быстрее.

Секрет новой разработки заключается в создании крохотных частиц в масштабе нанометра (миллиардная часть метра), которые содержат литий и кислород, в виде стеклянных, плотно закрытых в матрице оксида кобальта. В таком виде переходы между LiO2, Li2O2, и Li2O возможны только внутри твердого материала. Матрица стабилизирует частицы и действует как катализатор для их преобразования.