Prieto Battery: новые 3D батареи из металлической пены могут трансформировать индустрию накопителей энергии

Prieto Battery: новые 3D батареи из металлической пены могут трансформировать индустрию накопителей энергии

Prieto Battery - батарея из медной пены

Постоянно растущий спрос на всевозможные накопители энергии вынуждают ученых искать радикально новые концепции устройства и методы производства батарей. И несмотря на многомиллионные инвестиции, эта отрасль энергетики по-прежнему не может найти оптимальное, отвечающее современным требованиям решение: аккумулятор, который одновременно являлся бы дешевым, долговечным и компактным.

Многие исследователи предлагают решить проблему разработав так называемые «трехмерные батареи», которые могут иметь различные исполнения, но основаны на пористой губкообразной структуре, в отличие от традиционных двухмерных форм, представляющих собой тонкие металлические слои в жидком электролите размещенные в герметичном корпусе.

Идея применения пористых материалов для элементов аккумулятора не является новой: например, многие обычные свинцово-кислотные батареи уже используют пену в аноде. Понятие батареи с «пористой внутренней архитектурой» возникло из работы Дебры Ролисон (Debra Rolison), химика-исследователя Военно-морской исследовательской лаборатории. Ролисон начала разрабатывать новые каталитические материалы для топливных элементов в начале 1990-х, а в 1998 году она предложила батарею, состоящую из углеродного аэрогеля – пористой структуры, в которую вставлялся материал катода, чтобы создать 3-D батарею. Ряд исследователей в настоящее время так же развивает концепцию новых, достаточно оригинальных материалов, таких как Portabella грибы или использование целлюлозы из древесной массы.

Читайте также  Украинский стартап разработал программу «ДНК-тренера» и вышел на Kickstarter

Стартап Prieto Battery, который берет свое начало из Университета штата Колорадо, предлагает несколько иное, но не менее эффективное решение — 3-D батареи, которые дешевле в производстве, быстрее заряжаются, безопаснее, компактнее и менее токсичны в сравнении с традиционными аккумуляторами. Более того, благодаря их легкому весу, гибкости и возможности принимать самые разнообразные формы, для приложений хранения энергии открываются невообразимые ранее перспективы.

Prieto Battery

Новые трехмерные батареи радикально отличаются от современных аналогов и тем, как они сделаны, тем из чего они сделаны. Запатентованная технология основана на пористой медной структуре (медной пене), которая находится в ультра тонком слое полимерного электролита, обернутого в катодную матрицу. В результате получается лититий-ионная батарея с трехмерной структурой, состоящая из взаимопроникающих электродов с экстремально близкими расстояниями для процессов диффузии ионов и плотностью мощности, которая на порядок превышает показатели применяемых сегодня двухмерных структур.

Использование покрытия из антимонида меди, нанесенного на медную пену посредством электроосаждения, позволяет достичь беспрецедентной стабильности анода и демонстрирует превосходную емкость. Медная пена настолько пориста, что имеет практически «воздушную» структуру, но ее небольшой фрагмент может вмещать поверхности с огромной площадью. С увеличением площади поверхности уменьшается расстояние, которое необходимо преодолевать ионам, таким образом плотность мощности может достигать 14 000 Вт/Л, а плотность энергии — 650 Вт*ч/Л.

Читайте также  Видео: в Голландии тренируют орлов для перехвата дронов

Команда стартапа изначально стремилась к простоте, используя обычные материалы и недорогой производственный процесс, который может быть легко масштабируемым. Первый продукт компании представляет собой не полноценную батарею, а лишь анод из медной пены, который будет заменять графитовые аноды в традиционных накопителях.

Ожидается что изначально новые батареи будут использоваться в небольшой потребительской электронике, такой как различные мобильные устройства, однако каких-либо серьезных препятствий для применения пенистых аккумуляторов, например, в электромобилях, не предвидится. Первые аноды Prieto должны появиться на рынке в конце 2016, а полноценный аккумулятор поступит в продажу к 2018 году. В сентябре основатель компании Эми Прието объявила о партнерстве с Intel.

Токопроводящий бетон поможет бороться с обледенени... Профессор инженерии Университета Небраски Крис Тюан (Chris Tuan) создал специальный электропроводящий бетон, который можно использовать в аэропортах,...
Плавучая платформа для солнечных электростанций ра... Сегодня во многих частях мира оффшорные ветровые электростанции становятся обычным явлением в окружающем ландшафте, что нельзя сказать о плавучих сол...
Фотосинтез искусственного листа оказался эффективн... Высокая эффективность натурального фотосинтеза является определенным ориентиром в развитии отрасли солнечной энергетики. Однако теперь, этот приро...
Термоядерный стелларатор Wendelstein 7-X успешно п... Немецкие ученые запустили торообразный термоядерный реактор, который позволяет разогреть водород до температуры, при которой он становится плазмой. И...

Сохрани, чтобы не потерять