Міжнародна група дослідників під керівництвом професора хімічного та біологічного машинобудування в Університеті Колорадо в Боулдері Майкла Тоні з'ясувала причину саморозряду. Результати дослідження вони опублікували в журналі Science.
Цікаво Перше у світі "водневе" місто вироблятиме до 600 тонн "зеленої енергії"
Чому акумулятори втрачають місткість
Літій-іонні батареї працюють за таким принципом – іони літію переміщуються від позитивного полюса (анода) до негативного (катода) через розчин електроліту. Саме це утворює струм, який живить телефони, ноутбуки та навіть електромобілі. Літій-іонні батареї є найпопулярнішими у світі.
Процес переміщення іонів літію відбувається постійно, проте з часом акумулятори втрачають свою потужність і причиною цього вважалося те, що не всі іони повертаються на анод.
Команда Тоні використовувала Advanced Photon Source (APS) – потужний рентгенівський апарат в Аргоннській національній лабораторії в Іллінойсі, щоб визначити причину саморозряду. У результаті вдалося з'ясувати, що через реакцію між літієм та катодом після повного заряджання акумулятора утворюється водень. Атоми водню залишаються на катоді, де б мав під час розряду бути літій. Тобто іони не можуть досягти катода через водень, що спричиняє зменшення електричного струму і місткості акумулятора.
Літій-іонні батареї втрачають місткість через водень / Фото Pexels
Це відкриття дозволить продовжувати роботу над створенням спеціального матеріалу для покриття катоду, яке б блокувало атоми водню. Серед варіантів – оксид алюмінію, проте зараз науковці не впевнені в тому, чи це буде ефективно.
Однак так чи інакше, ці дослідження дозволять працювати над створенням довговічних акумуляторів, що зменшуватиме кількість відходів у вигляді вже використаних батарей. Також це сприятиме розвитку рішень зі зберігання відновлюваної енергії та зниженню вартості зберігання надлишкової енергії. Для електромобілів це означатиме відсутність зниження дальності або необхідності заміни акумуляторної батареї навіть після багатьох років використання автомобіля, тим самим збільшуючи їхнє прийняття.