Ученым-инженерам из Стенфордского университета удалось найти решение всех ключевых проблем существующих аккумуляторов на основе жидких металлов. По их словам, мы стоим на пороге открытия – новая батарея будет дешевле, безопаснее и эффективнее нынешних, при этом технология легко масштабируема, а энергоноситель остается жидким даже при комнатной температуре, без дополнительных условий. Так что же они создали?
Классическая схема жидкостной батареи подразумевает наличие трех емкостей. В первых двух содержатся катод и анод в жидкой форме, в третьей они смешиваются, но остаются разделенными мембраной, через которую просачиваются электроны, что и обеспечивает процессы зарядки и разрядки батареи. Потенциальная емкость таких аккумуляторов очень велика, но они используют токсичные компоненты и требуют скрупулезного обслуживания.
Инженеры из Стенфорда заменили катод на сплав металлов натрия и калия, который остается жидким при комнатной температуре и, в теории, обладает 10-кратно большей плотностью энергии, чем все другие подходящие смеси металлов. В качестве анода предложено четыре типа водных растворов. Старая мембрана заменена на новую, керамическую, с покрытием из оксидов калия и алюминия. Она надежно разделяет две жидкие среды, но сохраняет свойство миграции электронов между ними.
Прототип сразу показал двукратное увеличение максимального напряжения в сравнении с прочими жидкостными батареями. И демонстрировал стабильные показатели в течение тысяч часов опытов. Технология позволяет совершенствовать конструкцию батареи в разных направлениях, добиваясь улучшения конкретных показателей, у нее колоссальный потенциал для модернизации. И это значит, что новые рекорды не за горами.
