Група вчених з Ріверсайда (штат Каліфорнія) відкрили інноваційний метод трансформації відходів зі скла в літій-іонні накопичувачі енергії. Ці батареї мають ємність в 4 рази більше, ніж традиційні накопичувачі на основі літію. Крім того, дослідники стверджують, що такі батареї мають довгий термін служби.
У світових масштабах використання даної технології означає значне зниження цін на мобільні телефони, ноутбуки, планшети і т.д. Впровадження даного способу створення батареї помітно знизить кількість відходів від скла. Дослідники говорять, що такі акумулятори можна використовувати навіть в електричних автомобілях.
Основною ідеєю проекту було використання діоксиду кремнію в якості матеріалу для створення батарей. Цей компонент добувають зі скляних відходів. На чолі групи дослідників проекту стоять два професори Каліфорнійського університету – Ченгіз Озкан і Міхрі Озкан. Технологія дозволяє використовувати наночастинки кремнію високої частоти для зберігання енергії. Цей процес може стати переломним у випуску літій-іонних батарей, які на даний момент є найпопулярнішими в світі.
Аноди для літій-іонних акумуляторів каліфорнійських вчених виробляються шляхом застосування трьох ступенів обробки:
– скляні відходи проходять процес подрібнення до дрібної фракції (білого порошку);
– наноструктурований кремній створюється з діоксиду кремнію;
– наночастинки кремнію покриваються вуглецем.
Вчені провели ряд лабораторних досліджень. За попередніми даними, нові літій-іонні акумулятори, створені зі скляних відходів, мають ємність більше, ніж традиційні батареї. Розробка вчених Каліфорнійського університету продемонструвала в лабораторних умовах чудові електрохімічні характеристики.
За словами розробників літій-іонних батарей зі скляних відходів, їх винахід здатен не тільки знизити вартість електромобілів, а й знизити кількість зарядів для дрібної електроніки при однаковій потужності.
У питаннях підвищення потужності акумуляторів електричних автомобілів досягли успіху також вчені Техаського університету. Там команда дослідників на чолі з Джоном Гуденаф (відомий науковій громадськості як член групи винахідників, що створили літій-іонний накопичувач енергії) займається розробкою твердотільного акумулятора. За словами вчених, їх інноваційна батарея зможе накопичувати і зберігати в 3 рази більше енергії, ніж традиційні аналоги.
Варто відзначити, що вдале завершення даного проекту обіцяє значне збільшення ходу електричного транспорту. Час зарядки електромобілів теж помітно скоротиться завдяки твердотільним батареям (від кількох годин до кількох хвилин).
Твердотільні накопичувачі енергії замість електроліту в складі мають скло. Це робить їх більш безпечними і менш витратними. Принцип роботи традиційної літій-іонної батареї полягає в передачі іонів літію між анодом і катодом. Якщо скоротити час зарядки, то такого типу батарея може вибухнути.
Скляний електроліт дає можливість заряджати такі батареї набагато швидше. Перший акумулятор зі скляним електролітом, створений техаськими вченими, здатний повноцінно функціонувати при – 60 градусах Цельсія.
Слід звернути увагу на те, що твердотільні акумулятори дозволяють використовувати для створення анода лужні метали. У традиційних літій-іонних батареях це неможливо.
