Одной из ключевых проблем, препятствующих более быстрому переходу на электромобили, является озабоченность автолюбителей по поводу расстояния, которое они могут проехать без подзарядки.
Инженеры Технологического университета Сиднея (UTS) синтезировали молекулу для повышения производительности литий-кислородных батарей (также их называют литий-воздушными), которые обеспечат электротранспорту такой же запас хода, как и автомобилям, работающим на бензине.
В литий-кислородных батареях используется передовая технология, направленная на обеспечение максимальной плотности энергии для выработки электроэнергии посредством обычного воздуха. Однако на сегодняшний день инженерам еще предстоит решить ряд задач в таких устройствах, в том числе с низкой разрядной емкостью, низкой энергоэффективностью и серьезными паразитарными химическими реакциями. Новая универсальная молекула поможет решить сразу все эти проблемы.
Профессор UTS Guoxiu Wang, возглавлявший исследовательскую группу в Центре технологий чистой энергии UTS, отмечает, что захватывающее открытие устранило несколько существующих препятствий и создало возможность разработки долговечной, энергоемкой литий-кислородной батареи, которая будет также и высокоэффективной.
«Батареи коренным образом меняются, — говорит профессор Ван. — Они облегчат переход к климатически нейтральному обществу и откроют новые отраслевые возможности для такой страны, как Австралия, которая богата основными элементами для создания аккумуляторов. Они также помогут коммунальным предприятиям улучшить качество и надежность электроэнергии и помочь правительствам во всем мире добиться нулевых выбросов углерода».
В своем исследовании ученые подробно описали работу батареи Li-O2 с помощью нового механизма, основанного на прямых химических реакциях между универсальной молекулой и супероксидным радикалом/Li2O2. Аккумулятор демонстрирует 46-кратное увеличение разрядной емкости, низкое перенапряжение заряда (0,7 В) и сверхдлительный срок службы (более 1400 циклов).
Новая молекула получила название PDI-TEMPO и, по словам разработчиков, открывает новые возможности для создания высокоэффективных литий воздушных аккумуляторов нового поколения, которые значительно увеличивают дальность пробега между зарядками электромобилей.
«Мы уверены, что наша молекула «все в одном» может значительно улучшить характеристики литий-кислородных аккумуляторов и сделать батареи нового поколения более практичными».
