В ходе недавнего исследования, проведенного в Австрии, была представлена новая технология производства батарей. Это кислородно-ионная батарея, в которой не используются редкоземельные элементы. Она основана на керамических материалах. По мнению исследователей, преимущества этой технологии многочисленны: более низкая стоимость, длительный срок службы и безопасность в использовании.
Уже некоторое время многие исследователи работают над более экологичными альтернативами литий-ионным батареям. Надо сказать, что литий-ионные батареи имеют много недостатков, таких как воздействие на окружающую среду, срок службы и риск возгорания. Помимо натрий-ионных батарей, другие проекты касаются батарей на основе лигнина (древесины), переработки крабовых панцирей или даже батарей на основе водорослей.
Исследователи из Института химических и аналитических технологий при Венском техническом университете (Австрия) представили еще один проект в журнале Advanced Energy Materiels в январе 2023 года. В своей публикации ученые подробно описали новую кислородно-ионную электрическую батарею. Прототип, о котором идет речь, был изготовлен с использованием керамических материалов.
В прошлом эта же команда уже производила топливные элементы с использованием керамических материалов. В данном случае кислородно-ионный раствор работает аналогично литий-ионному. После подачи электрического напряжения ионы кислорода перемещаются из одного керамического материала в другой, и во время этого перемещения создается электрический ток.
Что касается продолжительности жизни, то у нынешних аккумуляторов есть проблема. Через определенное время носители заряда теряют способность двигаться и, следовательно, больше не могут производить электричество. Однако австрийские исследователи считают, что их кислородно-ионная батарея не страдает от падения емкости. На самом деле, знаменитая батарея может регенерировать свою емкость, поскольку при потере уровня кислорода она будет компенсироваться кислородом из окружающего воздуха. Это увеличит срок службы аккумулятора.
Для руководителей проекта есть и другие преимущества. Кислородно-ионная батарея обеспечивает определенный уровень безопасности, в то время как литий-ионные батареи сопряжены с риском возгорания и выделения токсичных газов. Экологический вопрос также присутствует благодаря отсутствию редких земель. Кислородно-ионная батарея не содержит ни лития, ни кобальта, ни никеля - материалов, для добычи которых требуется огромное количество воды.
Исследователи уже подали заявку на патент для защиты своей инновации. Что касается применения, то батарею можно будет подключать к солнечным батареям и ветряным турбинам для накопления вырабатываемой энергии. Однако оснащать этой батареей электромобили и смартфоны явно нецелесообразно. Низкая плотность энергии этой батареи и ее рабочая температура (от 200 до 400°C) не подходят для этих устройств.