Un nou design prelungește “viața” bateriilor din aluminiu
Bateriile mari pentru stocarea pe termen lung a energiei solare și eoliene sunt cheia pentru integrarea surselor de energie abundente și regenerabile în rețeaua de energie din SUA și din alte țări. Cu toate acestea, există o lipsă de tehnologii sigure și de încredere pentru baterii, care să sprijine trecerea către energie durabilă și curată. Acum, un grup de cercetători chinezi a raportat în publicația Societății Americane de Chimie, ACS Central Science, date despre proiectarea unei baterii cu ioni de aluminiu (Al-ion) rentabilă și ecologică.
Avantajele bateriilor Al-ion
Bateriile litiu-ion (Li-ion) sunt în multe electronice de larg consum, inclusiv în sculele și vehiculele electrice. Aceste baterii sunt omniprezente datorită densității lor mari de energie. Dar litiul este prohibitiv pentru sistemele mari de baterii necesare pentru stocarea energiei la scară de utilitate, iar inflamabilitatea bateriilor Li-ion prezintă un risc considerabil de siguranță. Înlocuitorii potențiali pentru sistemele fiabile de stocare a energiei pe termen lung includ bateriile reîncărcabile Al-ion. Cu toate acestea, cel mai comun electrolit al lor, clorura lichidă de aluminiu, corodează anodul de aluminiu și este foarte sensibil la umiditate, ceea ce accentuează coroziunea. Ambii factori contribuie la o stabilitate slabă și la o scădere a performanței electrice în timp.
Așadar, cercetătorii chinezi au vrut să proiecteze o baterie Al-ion îmbunătățită fără aceste limitări.
Designul care face o baterie mai rezistentă
Echipa a adăugat o sare inertă de fluorură de aluminiu la un electrolit care conține ioni de Al, transformându-l într-un electrolit în stare solidă. Sarea de fluorură de aluminiu are o structură poroasă 3D, permițând ionilor de aluminiu să treacă cu ușurință peste electrolit și să mărească conductivitatea. În plus, când cercetătorii au construit bateria Al-ion, au folosit carbonat de fluoretilenă ca aditiv de interfață pentru a crea o acoperire solidă subțire pe electrozi cu scopul de a preveni formarea de cristale de aluminiu care degradează sănătatea bateriei.
10.000 de cicluri de încărcare-descărcare
În experimente, rezistența la umiditate a bateriei, precum și stabilitatea fizică și termică au fost îmbunătățite, permițându-i să reziste la lovituri repetate de la un obiect ascuțit și la temperaturi de până la 200 °Celsius. Bateria cu stare solidă Al-ion a avut, de asemenea, o viață excepțional de lungă, durând 10.000 de cicluri de încărcare-descărcare, pierzând în același timp mai puțin de 1% din capacitatea sa inițială. Mai mult decât atât, cea mai mare parte a fluorurii de aluminiu ar putea fi recuperată printr-o simplă spălare și apoi reciclată într-o altă baterie cu performanță ușor diminuată. Noua baterie ar putea reduce costul de producție al bateriilor Al-ion și ar putea prelungi durata de viață a acestora, sporindu-le astfel caracterul practic.
„Acest nou design al bateriei Al-ion arată potențialul unui sistem de stocare a energiei de lungă durată, rentabil și de înaltă siguranță. Capacitatea de a recupera și recicla materialele cheie face ca tehnologia să fie mai durabilă”, potrivit echipei de cercetare. Aceasta a mai spus că sunt necesare îmbunătățiri suplimentare ale densității energiei și ale ciclului de viață, înainte de comercializarea acestor baterii.
Editor: Andreea Caitas
