Железният катод ще намали цената на литиево-йонните батерии
Днес цената на катода е половината от цената на литиево-йонната батерия. Съществуват и проблеми, свързани с сигурността и устойчивостта. Нов вид катод на желязна основа ще размени по-скъпите и редки метали – кобалд и никел, и ще проправи пътя за производството на по-безопасни и по-евтини акумулатори с по-висока енергийна компактност от обичайна литиево-йонна химия.
Търсенето на никел и кобалт нараства дружно с разпространяването на електрическите автомобили и след няколко десетилетия плануваният дефицит на тези метали няма да разреши да се продължи производството на литиево-йонни акумулатори в настоящия им тип, написа Science Daily. На всичкото от горната страна енергийната компактност на тези кафези към този момент се приближава до своя таван – още малко и батериите ще стартират да се възпламеняват по време на зареждане поради кислородните излъчвания. Освен това добивът на кобалт замърсява околната среда и водите.
Всичко това изяснява за какво учени от редица страни се занимават с търсене на различен химичен състав на батериите. Международен екип от учени реши да размени катода на литиево- йонната батерия с стоманен. Желязото е четвъртият най-разпространен детайл в земната кора и сигурно ще стигне за дълго време.
„ Променихме реакционната дарба на желязото, най-евтиният от металите “, споделя Джи Сюлей, откривател от Държавния университет в Орегон. – Нашият електрод може да предложи по-висока енергийна компактност от сегашните катодни материали в електрическите коли. И защото използваме желязо, чиято цена нормално е под един $ за кг. Това е напълно дребна част от цената на никела и кобалта, които са от значително значение за днешните високоенергийни литиево-йонни акумулатори, цената на нашите акумулатори е евентуално доста по-ниска “.
Изследователите покачват реакционната дарба на желязото в катода, като създават химическа среда въз основата на флуор и фосфат. Тази примес, добавена към твърдата среда, разрешава в двете посоки превръщане – т.е. презареждане на батерията – на стоманен прахуляк, литиев флуорид и литиев фосфат в стоманени соли.
„ Показахме, че създаването на материали с аниони може да преодолее настоящия предел на енергийна компактност за по-устойчиви и по-евтини акумулатори “, споделя Джи. – Не използваме по-скъпи соли, комбинирани с желязо, а единствено тези, които се употребяват в акумулаторната промишленост, и още желязо на прахуляк. За да инсталираме новия катод, не се постанова да променяме нищо друго – нито нови аноди, нито нови индустриални линии, нито нова архитектура на батерията. Променяме единствено едно нещо – катода “.
Според учените, посредством този способ може да усъвършенствана и успеваемостта на съхранението на електрическата сила. Това значи, че към сегашен ден надалеч не всичката електрическа енергия, вложена в батерията по време на зареждането, е налична при разреждането. Този значим параметър също може да бъде усъвършенстван.
