Исследователи изготовили прототип железо-ионного аккумулятора с анодом из мягкой стали, емкость которого достигает уровня 55-60% литий-ионного.
По мере развития электронных устройств, возрастает потребность в источниках их питания. Из-за ограниченности запасов лития, ученые исследуют технологии на базе альтернативных материалов.
Команда из Индийского технологического института Мадраса за основу перезаряжаемой батареи взяла игнорируемое на протяжении многих лет железо, которое обладает такими же физико-химическими свойствами, как и литий, но с более высоким окислительно-восстановительным потенциалом ионов.
В качестве катода для железо-ионного аккумулятора использовали оксид ванадия (V2O5), из-за большого расстояния между слоями в его структуре. Эта особенность позволяет ионам железа легко перемещаться и взаимодействовать с катодом, и также просто возвращаться к аноду.
После тестирования различных комбинаций электролитов, ученые остановились на эфире, содержащем растворенный перхлорат железа, который оказался наилучшим вариантом ионопроводящей среды.
Показатель емкости созданного в контролируемых условиях прототипа составил 220 Втч/кг или 55-60% производительности литий-ионного аккумулятора. При изготовлении устройства в условиях окружающей среды, емкость снижалась на 15-20%. Тестируемые прототипы продолжали работать в течение 150 циклов зарядки и разрядки с сохранением 54% емкости и хороших показателей стабильности после 50 циклов.
Железо-ионный аккумулятор не может похвастаться высокой емкостью, но он изготовлен из самого распространенного металла и обладает достаточно высоким потенциалом, чтобы стать экономически эффективной и безопасной альтернативой литиевым батареям.
В настоящее время команда физиков занимается улучшением производительности устройства и поиском лучших катодных материалов.
Ранее мы также сообщали о разработке прототипа аккумулятора с электролитом из стекла, емкость которого со временем только растет.
текст: Илья Бауэр фото: Indian Institute of Technology Madras
