Кальций в 2500 раз более распространенный в природе элемент, чем литий. Достигнув такой же плотности энергии, как и у литиевых батарей, кальциевые могли бы стать сопоставимой альтернативой. Первую батарею на основе кальция, выдерживающую 700 циклов полной разрядки при комнатной температуре без потери стабильности, разработали в Университете Фудань.
Литий-ионные батареи известны высокой плотностью энергии — или емкостью энергии по отношению к объему или массе — и пользуются заслуженной популярностью по всему миру. Однако относительно скудные и неравномерно распределенные запасы лития ограничивают возможности производства аккумуляторов в достаточном количестве и по доступным ценам. По оценкам Международного энергетического агентства, в следующем году нас ожидает дефицит лития на фоне растущего спроса на электромобили.
Батареи из кальция могут стать более дешевой и безопасной альтернативой литий-ионным аккумуляторам при сравнимой теоретической энергоемкости. Этот показатель, по мнению специалистов из Университета Фудань, у калиций-кислородных систем наибольший среди всех типов кальциевых батарей, сообщает SCMP.
К их недостаткам относится низкая стабильность при комнатной температуре, однако ученым удалось подобрать жидкий электролит, не вызывающий реакции, которые обычно ограничивают емкость кальциевой батареи. Нанеся компоненты батареи на волокна, исследователи обнаружили, что она продолжает стабильно работать даже согнутая под углом 180 градусов.
«Предложенная кальций-кислородная батарея стабильна на воздухе и может изготавливаться из гибких волокон, сплетенных в тканевую батарею для носимой электроники следующего поколения», — заявили авторы исследования.
Производительность и емкость этой батареи все еще не высоки, однако ученые уверены, что их можно улучшить.
В 2019 году немецкие ученые синтезировали эффективный электролит для аккумуляторов из кальция — новый тип соли кальция из фтористого соединения. Он проводит электричество лучше, чем любой известный аналог, а также он эффективнее проводит ионы при более высоком напряжении.
