Аккумулятор из морских водорослей

Исследователи из технологического института Джорджии и университета Клемсона нашли способ повысить эффективность литий-ионных аккумуляторов почти в 10 раз. Все дело в специальной добавке при производстве анодов для батарей, которая состоит из смеси морских водорослей.

Ученые выяснили, что если в литий-ионной (Li-ion) батарее заменить графитовый анод на кремниевый, то ее эффективность возрастет почти в 10 раз. Но производители аккумуляторов до сих пор не могли использовать кремний, поскольку он быстро разрушается в процессе заряда-разряда. Исследователи же из института Джорджии и университета Клемсона нашли компонент, способный сделать аноды из кремния работоспособными. Этим компонентом оказалась пищевая добавка на основе морских водорослей, которая широко используется во многих продуктах домашнего хозяйства. По словам исследователей эта чудо-добавка способна не только улучшить характеристики кремния, но и сделать производство из него анодов более чистым и дешевым.

Принцип работы Li-ionбатареи заключается в накапливании заряженных ионов в материале анода. При подключении аккумулятора к потребителю электроэнергии заряженные ионы мигрируют через электролит к катоду – в электрической цепи течет ток. До сего времени аноды изготавливались из порошка графита. Если вместо графита использовать порошок на основе кремния, то такой анод сможет накапливать намного больше заряженных ионов. Но при использовании чистого кремния во время заряда аккумулятора, частицы полупроводника сильно набухают (увеличиваются в 4 раза) приводя к трещинам  и последующему разрушению анода.

Новый связующий компонент из морских водорослей, открытый исследователями, не трескается при набухании кремния. Это позволяет создать стабильный и работоспособный анод. А следовательно увеличить емкость аккумуляторов в 8-10 раз. Причем этот компонент хорошо растворяется в воде, а не в химических растворителях. А это делает производство анодов потенциально намного чище. Исследователи утверждают, что при переходе на новую технологию надо будет в технологическом процессе заменить всего лишь один компонент, не меняя полностью весь процесс. Компонент на основе водорослей можно также использовать для улучшения характеристик существующих аккумуляторов на основе  графитовых анодов. При его применении увеличивается количество циклов заряд-разряд, а следовательно и срок службы батареи.