Ученые готовят новое поколение аккумуляторных батарей

Создание высокоэффективных, надежных и вместительных систем хранения электроэнергии является одним из основных решений к построению электромобилей, которые смогут преодолевать большие расстояния, а также домов с возобновляемой энергией. Новое исследование специалистов Технологического института Джорджии (США) может послужить источником для создания следующего поколения аккумуляторных батарей.

В исследовании, опубликованном журналом Nature Communications, ученые создали нановолокно, которое способно заместить перовскит – редкий материал, служащий альтернативой кремнию в солнечных батареях. Это нановолокно может использоваться в качестве катализатора в реакциях выделения кислорода и водорода путем электролиза воды, что является основой для создания энергии.

«Так называемые „металл-воздушные“ батареи, которыми в будущем будут оснащаться транспортные средства, аккумулируют гораздо больше энергии при своих компактных размерах. Но проблема в том, что для них не существует экономичного катализатора. По крайней мере так было до сегодняшнего дня», – пояснил один из сотрудников технологического института.

Во время процесса синтеза нановолокна исследователи использовали технологию, улучшающую внутреннюю активность катализатора примерно в 4,7 раза. Диаметр полученного оксида со структурой перовскита составил около 20 нанометров. Это самый тонкий на текущий момент диаметр нановолокон материала. В результате экспериментов оказалось, что новое вещество заметно усиливает реакцию выделения кислорода по сравнению с другими существующими катализаторами. По словам ученых, увеличение каталитической активности частично связано с большей площадью поверхности при использовании нановолокон.

Кроме применения в производстве перезаряжаемых «металл-воздушных» батарей, новый катализатор может также представлять собой следующий шаг в развитии более эффективных технологий для топливных элементов. Это, в свою очередь, способствовало бы созданию систем возобновляемых источников энергии. Солнечная, ветровая, геотермальная энергии на сегодняшний день экономически выгодны. Но беда в том, что эти источники имеют прерывистый характер. Когда нет ветра или света – нет энергии. В таком случае можно использовать ее избыток для производства водорода и накапливать энергию для своих нужд. Вот где новые катализаторы подойдут как нельзя кстати.