Американские исследователи открыли новую методику разработки литий-воздушных аккумуляторов
Аккумуляторы литий-воздушного типа при той же массе в скором времени превзойдут литий-ионные батареи по энергоемкости в 4 раза. До настоящего времени разработка литий-воздушных аккумуляторов была затруднена отсутствием четкого представления о взаимодействии лития с кислородом. Среди большинства экспериментальных образцов наблюдалась большая потеря энергии при зарядке и разрядке, поэтому и они не могли нормально функционировать при большом количестве циклов зарядки-разрядки.
Сотрудники MIT недавно разработали специальную методику, благодаря которой стало возможным непосредственное наблюдение за электрохимическими процессами, которые протекают внутри литий-воздушной батарее по мере её зарядки и разрядки. Она освещена в публикации в научном журнале.
На этом этапе исследований новых батарей использовались источники рентгеновского излучения высокой интенсивности. Для эксперимента задействовали одну из двух существующих установок рентгеновской фотоэлектронной микроскопии — Advanced Light Source (ALS) из Национальной лаборатории Беркли в штате Калифорния.
В качестве объекта исследования была подобрана опытная версия твердотельной литий-воздушной батареи, сделанная в Oak Ridge National Laboratory. Разряжаясь, такие батареи притягивают определенное количество ионов лития для того чтобы связывать кислород в перекиси лития.
В ходе эксперимента была получена детальная картина протекания данной реакции, что показало её обратимость на поверхности металлических оксидов. Также был продемонстрирован тот факт, что применение в качестве кислородного электрода оксидов металла позволило батарее оставаться работоспособной в течение многих циклов.
Вместе с увеличением срока эксплуатации, эта методика способствует повышению общей эффективности по удерживанию энергии в процессе зарядки и разрядки. Как считают авторы эксперимента, в скором времени она сможет использоваться для исследования большого количества разнообразных электрохимических процессов.