Конструкторы Стенфордского университета заявили об успешном создании прототипа аккумуляторной батареи на основе алюминия. Проведенные испытания показали, что такой аккумулятор выдерживает несколько тысяч циклов заряда-разряда без какого-либо снижения энергоемкости, а время его перезарядки составляет несколько минут. Прототип может спокойно гнуться без какого-либо ущерба для нормального функционирования, а стоимость его производства в несколько раз ниже обычных литий-ионных аналогов.

К тому же подобный аккумулятор значительно безопаснее в эксплуатации, чем литий-ионные элементы питания. Исследователи преднамеренно повреждали прототип, продырявливая его насквозь. Аккумулятор нового типа при этом не загорался и даже определенное время после повреждения успешно работал. Кроме того, соединения алюминия намного менее токсичны и значительно безопаснее для окружающей среды по сравнению с литий-ионными элементами.

Исследователи давно искали способ задействовать алюминий в источниках питания. Сложность в использовании алюминия состояла в том, что у конструкторов не получалось создать образец батареи, способной выдерживать несколько сотен циклов перезарядки без значительной деградации заряда. Разработанный прототип показал практически ту же энергоемкость после 7,5 тысяч циклов зарядки-разрядки, что и новый образец. Привычный же всем литий-ионный элемент питания после полутысячи циклов перезарядки теряет порядка 20% своей емкости.

Прототип нового типа содержит алюминиевый анод и графитовый катод и упакован в полимерную оболочку, которая может свободно изгибаться в различных направлениях. Значение удельной емкости образца составляет порядка 140 Вт-ч/кг, что сравнимо с литий-ионными аналогами. Но при этом плотность тока у прототипа равняется 3 кВт/кг, что в десятки раз выше чем у обычного литий-иона. Ученые планируют улучшить конструкцию катода, тем самым увеличив плотность энергии и рабочее напряжение прототипа. По всем остальным характеристикам прототип уже превосходит свой литий-ионный аналог.

Предыдущие промышленные образцы на основе алюминия не подлежали перезарядке, поскольку в таких элементах питания приходилось полностью заменять алюминиевые аноды после выработки ими энергоресурса.

Новый тип аккумуляторной батареи с алюминиевым анодом может успешно применяться как в носимой электронике, так и в различных сферах жизнедеятельности человека и промышленности, в тех областях, где высок спрос на недорогие перезаряжаемые источники питания. Дальнейшие исследования предполагают создание промышленного образца и вывод аккумулятора нового типа на массовый рынок.

К слову, посмотрите как реагируют литий-ионные аккумуляторы на повреждение: