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  Украинская школьница изобрела дешевый и эффективный способ очистки городской канализации

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  Беспроводная зарядка для Tesla Model S Plugless - первые фото и цены

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.

65 биогазовых заводов в Украине планирует построит... Украинская группа компаний «Сельхозпродукт», запускающая в эксплуатацию завод по производству биогазов в пгт Ракитное (Киевская обл.), планирует откр...
Бумажные батареи складываются, как оригами и работ... Ученый из Бингемтонского университета (Нью-Йорк, США) - Чхве Сокхын разработал технологию производства дешевых и экологически чистых элементов питани...
Беспроводная зарядка для Tesla Model S Plugless &#... Как действительные, так и потенциальные владельцы электрокаров Tesla c радостью воспримут новость от Evatran. Компания недавно взялась за разработку ...
Новым источником электроэнергии может стать рисово... В полку возобновляемых источников энергии (ВИЭ) прибыло — голландские исследователи объявили о создании инновационной технологии, которая позволит по...

Сохрани, чтобы не потерять