Физики воскресили никелевую батарею Эдисона и ускорили ее в 1000 раз
Эпоху недолговечных литийионных батареек сменит, возможно, эпоха долговечных железоникелевых, изобретенных еще Томасом Эдисоном. Их основной недостаток – продолжительное время зарядки – удалось устранить с помощью графена и углеродных нанотрубок
Сотрудники лаборатории прикладной физики Хунцзе Дая – профессора Стэнфордского университета и одного из ведущих исследователей в области углеродных нанотрубок – сумели вдохнуть новую жизнь в технологию железо-никелевых аккумуляторов, разработанную Томасом Эдисоном более ста лет назад специально для нужд электрического автотранспорта.
С точки зрения стоимости и энергоемкости железо-никелевые аккумуляторы близки к литий-ионным, но намного превосходят их по части выносливости к экстремальным режимам эксплуатации – частым циклам разряда и заряда, а также к перезаряду, глубокому разряду, коротким замыканиям, термическому и вибрационному воздействиям.
Способность таких батарей выносить частые циклы разряд/заряд связана с низкой растворимостью Fe3O4 – реагента, входящего в состав их электролита.
Из-за низкой растворимости процесс образования и осаждения кристаллов железа на электродах идет медленней, что и удлиняет срок службы таких аккумуляторов, который на практике (например, в горной промышленности, где они до сих пор используются в качестве надежных резервных источников питания) может достигать 20 лет.
Спрашивается, почему долгоживущие железо-никелевые батареи не заменили ставшие столь популярными литий-ионные, менее выносливые, грешащие перегревом и ухудшением характеристик при слишком интенсивном заряде и имеющие несравнимо более короткий жизненный цикл – недостаток, отлично знакомый всем владельцам ноутбуков и мобильных гаджетов.
Ответ кроется в одном существенном недостатке железо-никелевой технологии, связанном все с той же низкой растворимостью Fe3O4:
такие аккумуляторы заряжаются очень, очень медленно.
Впрочем, также неохотно они эту энергию и отдают.
Для солнечной и ветроэнергетики, где требуется запасать энергию впрок в течение долгих часов работы, такой недостаток некритичен, и в последнее время в этой индустрии действительно наблюдается повышенный интерес к железо-никелевым батареям. А вот для автотранспорта критичен, так как заряжать электромобиль с таким аккумулятором по времени придется столько же, если даже не дольше, сколько вы на нем катались (впрочем, в качестве тяговых аккумяторов для погрузчиков и автокаров железо-никелевые батареи вполне годятся, но и режим использования этой техники совсем другой).
Собственно, избавиться от данного недостатка и удалось в лаборатории Хунцзе Дая, команда которой сумела сократить цикл зарядки/разрядки железо-никелевой батареи в 1000 раз.....
http://www.gazeta.ru/science/2012/06/26_...