Ємності літій-водяних батарей перевищують одну кіловат-годину/кг

Компанією PolyPlus було запропоновано застосувати схеми літій-повітряних батарей на морській воді. Таким чином, було отримано акумулятори з неймовірно великою енергоємністю — до 1300 Вт•год. Це стане важливим засобом енергозабезпечення у світі підводних дронів. І не лише там.

Ємності нинішніх літій-іонних батарей становлять не більше 200 Вт•год/кг. Незважаючи на те, що в теорії їхній максимум місткості вдвічі більший за нинішній, це все ж у багато разів менше енергоємності бензину або газу. Для покращення характеристик американським стартапом PolyPlus з Берклі (Каліфорнія) було випробувано спосіб створення катода чисто літієвим, а не, як зазвичай, літій-іонним.

Засновник компанії PolyPlus — Стів Віско, зміг розв’язати проблему підвищеної хімічної активності літію. Це сталося тоді, коли він вкрив літій твердою керамічною мембраною, яку розробив сам, і яка дозволяє йонам літію проходити крізь себе і водночас є непроникною для газів і рідин. У такому стані захищений електрод випробували, помістивши його у воду. Літій, який взаємодіє з киснем і водою, поступово перетворюється на гідроксид літію. За допомогою цього експерименту було встановлено, що ємність таких літій-водних батарей досягає 1300 Вт•год/кг (без урахування маси води).

Стів Віско пообіцяв протягом року допомогти налагодити виробництво літій-водних батарей. Вони ж стануть первинними джерелами струму, а точніше — реакція, що в них протікає, є необоротною, і при вичерпанні батарея не зможе більше перезаряджатися. Незважаючи на цей недолік, у деяких сферах така ситуація є вкрай необхідною.

Практично всі автономні роботи страждають від того, що мають досить обмежену ємність акумуляторів. Передусім це стосується автономних необладнаних підводних апаратів (підводних дронів). Відтепер їх зможуть використовувати до повного вичерпання батареї, після чого їхній акумулятор просто замінюватиметься, адже літій може використовуватися також і вторинно.

Сфери застосування дронів дуже різноманітні. Автономні роботи вже давно використовуються у підводних човнах. Там дрони можуть розвідати мінні поля, висліджувати човни противника. Крім усього іншого, більшість електроторпед (наприклад, УСЕТ-80) оснащені неперезарядними батареями, такими як срібно-цинкові або ще більш дорогі.

З одного боку, прихованість використання торпед приносить величезну користь, але з іншого — ціна деяких новітніх зразків може перевищувати $3 млн (що іноді перевищує ціну самого корабля-мішені). Крім усього іншого, для застосування нових мембран компанія розробляє перезарядні літій-повітряні батареї в надії перевершити успіхи таких гігантів, як компанія IBM та інших. Хоч число розробників компанії PolyPlus не перевищує 27 осіб, успіхи не змусили себе чекати. Стівен Віско вже офіційно заявив, що створено перші дослідні зразки ємністю 700 Вт•год/кг.