Металл-воздушный АКБ и новая система реактивирования

Металл-воздушный АКБ и новая система реактивирования

Металл-воздушные батареи являются одним из наиболее лёгких и компактных типов аккумуляторов. Однако такие конструкции требуют постоянного использования, так как в противном случае быстро деградируют по причине воздействия коррозии на металлические электроды. И вот, инженерам Массачусетского технологического института удалось найти способ уменьшения негативного влияния коррозии, что обещает сделать батареи подобного типа более практичными.

Сравнение с типичными литий-ионными АКБ

Несмотря на то, что типичные перезаряжаемые литий-ионные батареи теряют не более 5% заряда по истечении одного месяца хранения, этот тип аккумуляторов слишком дорог. К тому же громоздкость и вес литиий-ионных батарей зачастую становится проблемой для многих применений.

Первичные (не перезаряжаемые) алюминиево-воздушные батареи стоят значительно дешевле. Эти АКБ компактные и лёгкие. Единственное ограничение — потеря до 80% заряда в режиме «холостой работы».

Конструкция инженеров MIT исключает проблему коррозии для алюминиево-воздушных батарей путём ввода масляного барьера между алюминиевым электродом и электролитом. Именно жидкость между двумя электродами батареи (электролит) съедает алюминий, когда аккумулятор находится в режиме «холостого хода».

Особенность решения с маслом состоит в том, что масляный барьер создаётся только на время простоя аккумулятора. Когда приходит время эксплуатации, масло откачивается и заменяется электролитом. В результате потери энергии сокращаются более чем в тысячу раз. Более подробно технология описывается в журнале «Science».

Для продления срока хранения металло-воздушных батарей, где в качестве электродов применяются другие металлы:

  • натрий,
  • литий,
  • магний,
  • цинк,
  • железо,

обычно используются несколько других методов защиты, но эти методы заставляют жертвовать производительностью аккумуляторов. Большинство иных подходов включают замену электролита на другую, менее агрессивную химическую форму. Однако такая альтернатива приводит к резкому снижению мощности аккумуляторов.

Особенность новой системы

Ключом новой системы, предлагаемой MIT, выступает тонкая мембрана, которая помещается между электродами АКБ. Когда аккумулятор применяется, обе стороны мембраны заполняются жидким электролитом.

Если же аккумулятор находится в режиме «холостого хода», в систему закачивается масло с учётом охвата ближайшего алюминиевого электрода.

Новой системой также используется свойство алюминия – так называемая «подводная олеофобность». Когда алюминий погружается в воду, масло отталкивается от поверхности металла.

Итог — когда аккумулятор реактивируется (заполняется электролитом), масло с поверхности алюминия легко удаляется, тем самым восстанавливая полную мощность АКБ.


При помощи информации: MIT