Главная    Новые батареи из пены обещают быстрый заряд и высокую мощность

Вернуться в раздел Познавательный блог

Новые батареи из пены обещают быстрый заряд и высокую мощность

Доступные, легкие, и универсальные аккумуляторы, изготовленные из пористых материалов, могут вскоре изменить аккумуляторный мир.

Несмотря на миллиарды долларов инвестиций и запуск нескольких громких стартапов, энергетический сектор по-прежнему сталкивается с фундаментальной и, казалось бы, неразрешимой проблемой: очень трудно хранить много энергии способом, который является компактным, долговечным и недорогим. Растущее число исследователей, надеющихся решить эту проблему, предлагают использовать трехмерные батареи, которые могут иметь несколько форм, но имеют тенденцию иметь пористую, подобную губке структуру, нежели в традиционной "2-D" форме: где тонкие слои металла, находятся в жидком растворе электролита, внутри коробки. Идея пористых материалов применяемая для компонентов аккумулятора является не новой: многие обычные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, например, уже используют пену в аноде.

 Понятие батареи из пористой внутренней архитектуры возникла из работы Дебры Ролисон, химика-исследователя в Военно-морской исследовательской лаборатории, которая возглавляет раздел лаборатории Расширенных Электрохимических материалов. Ролисон начала исследовать новые каталитические материалы для топливных элементов в начале 1990-х, а в 1998 году она предложила батарею, состоящую из углерода-аэрогеля пористых материалов, в которых материал катода может быть вставлен, чтобы создать 3-D батарею. Когда она впервые представила эту идею, она говорила,  "99 процентов людей думали, что у меня какие то отклонения в голове." Ряд исследователей в настоящее время так же развивает концепцию новых материалов, таких как Portabella грибы или использование целлюлозы из древесной массы.

Идея пористых материалов применяемая для компонентов аккумулятора является не новой: многие обычные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, например, уже используют пену в аноде. Понятие батареи из пористой внутренней архитектуры возникла из работы Дебры Ролисон, химика-исследователя в Военно-морской исследовательской лаборатории, которая возглавляет раздел лаборатории Расширенных Электрохимических материалов. Ролисон начала исследовать новые каталитические материалы для топливных элементов в начале 1990-х, а в 1998 году она предложила батарею, состоящую из углерода-аэрогеля пористых материалов, в которых материал катода может быть вставлен, чтобы создать 3-D батарею. Когда она впервые представила эту идею, она говорила,  "99 процентов людей думали, что у меня какие то отклонения в голове." Ряд исследователей в настоящее время так же развивает концепцию новых материалов, таких как Portabella грибы или использование целлюлозы из древесной массы.

3-D технология батареи Prieto, как  говорит Макс Хамеди, исследователь из Гарварда, который работает над эластичным вспененным аккумулятором, изготовленным из древесной массы, "имеет потенциал, чтобы превзойти любой аккумулятор, который можно построить в системе 2-D, но эта работа только развивается сейчас ".

Prieto изначально стремился к простоте, используя обычные материалы для недорогого производственного процесса, который может быть легко увеличен. Первый продукт компании не имеет полного заряда,  а понижение медного анода замены пены, который заменит аноды графита в обычных батареях. В сентябре Прието объявил о партнерстве с Intel, что позволит применить этот опыт на Technology Manufacturing Group. Первые замены анодов Prieto может появиться на рынке в конце 2016 года, говорит его основатель, а также полный аккумулятор может поступить в продажу в 2018 году.

Есть, конечно, другие компании стимулирующие инновации в твердотельных батареях. Sakti3 работает над твердотельным литий-ионным аккумулятором, который представляет собой половину одной трети от размера обычной системы с той же самой способностью аккумулирования энергии. Стартап Seeo из Калифорнии  сосредоточен на твердотельных аккумуляторах литий-металлических анодов, недавно приобрел Bosch, один из крупнейших поставщиков автомобильной промышленности. Ни одна из этих компаний не использует архитектуру 3-D пены.

Как говорит Понтарелли, первые приложения, вероятно, будут маленькими — в пригодных системах и бытовой электронике, но нет никакой очевидной причины, почему бы аккумуляторы из пены не могли работать в электромобилях и, в один прекрасный день появились масштабах сети хранения данных.