Дослідники перевірили каталізатори на основі заліза й молібдену для батарей, які використовують вуглекислий газ. Найкращий склад збільшив лабораторну ємність майже вчетверо порівняно з базовим зразком
Фото: ChatGPT
Акумулятори на основі літію та CO₂ поки що залишаються експериментальною технологією. Теоретично вони можуть зберігати більше енергії за тієї самої ваги, однак до практичного застосування ще далеко: сучасні літій-іонні батареї наразі надійніші та мають довший ресурс.
Чому науковці шукають заміну дорогим каталізаторам
Щоб така батарея ефективно заряджалася й віддавала енергію, потрібен каталізатор — матеріал, який прискорює хімічні реакції всередині елемента. Найкращі результати в попередніх дослідженнях часто давали платина, рутеній та іридій. Ці метали дорогі й рідкісні, тому їх використання ускладнило б масштабування технології.
Команда Університету Суррея випробувала доступніші сполуки заліза та молібдену. Дослідники змінювали склад матеріалу й температуру його обробки, щоб з’ясувати, як ці параметри впливають на роботу батареї.
Читайте також: Учені знайшли нову роль хлору в твердотільних батареях
Що показали лабораторні випробування
Найкраще спрацював каталізатор, який нагріли до 500 °C. У його складі утворилися оксид молібдену та фосфат заліза. Зразок забезпечив майже вчетверо вищу ємність під час розряджання, ніж контрольний матеріал без такої модифікації. Після розряджання батарея змогла повернути близько 93% заряду.
У лабораторії елемент пройшов 92 цикли. Кожен із них передбачав лише обмежену частину заряджання, тому цей результат не можна прямо прирівнювати до тривалого ресурсу готового акумулятора. Він показує, що дешевші каталізатори можуть допомогти керувати реакціями в батареї, але не доводить її готовності до масового виробництва.
До практичного акумулятора ще далеко
Літій-CO₂ системи привертають увагу потенційно високою питомою енергією, але їх потрібно перевірити на довговічність, стабільність і роботу за різних умов. Окреме завдання — зрозуміти, як матеріали поводитимуться в більших елементах, а не лише в невеликих лабораторних зразках.
Тож відкриття не означає, що батареї з вуглекислим газом скоро замінять звичні акумулятори. Воно пропонує один зі шляхів зменшити залежність від рідкісних металів на ранньому етапі розробки. Наступні дослідження мають показати, чи збережуть каталізатори ефективність у довших циклах і чи можна буде виготовляти їх у промисловому масштабі.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Батареї без літію можуть подвоїти запас ходу електромобілів
Більше енергії та потужності: вчені вдосконалили акумулятори за допомогою графену
Дефекти зробили батареї кращими: вчені прискорили рух літію втричі
Джерело: Університет Суррея.
Telegram 
Viber 
