Грядёт полный отказ от литий-ионных и свинцово-кислотных аккумуляторов — им найдена непревзойдённая замена

Алюминий-ионные аккумуляторы (АИА) станут основным типом перезаряжаемых источников тока, навсегда вытеснив широко распространённые сейчас литий-ионные и свинцово-кислотные аналоги, уверен сотрудник лаборатории химических источников тока Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН кандидат химических наук Владимир Эльтерман. Он рассказал "Науке Урала", что этому пока ещё препятствует.

Прогресс не стоит на месте, и недостатков у применяемых ныне типов аккумуляторов не так уж много. Но те, что есть — принципиально непреодолимы и весьма критичны.

Литий-ионные батареи взрывоопасны и смертельно боятся холода. К тому же литий дорог и запасы его ограничены. Свинцово-кислотные аккумуляторы — тяжёлые в пересчёте на энергоёмкость, обладают незначительным эксплуатационным ресурсом, требуют правильного хранения и сложны в утилизации.

"Использование алюминия в качестве электродного материала аккумулятора открывает перспективу для разработки устройства хранения энергии с низкой стоимостью и высокой энергоёмкостью благодаря рекордной среди металлов теоретической объёмной ёмкости алюминия", — объясняет электрохимик.

АИА пожаробезопасны при разгерметизации, устойчиво работают при температурах ниже -30 °C, рассчитаны на сотни тысяч циклов заряда/разряда даже при сверхбыстрой зарядке.

В общем, сплошные плюсы. Кроме одного: дорогой электролит — хлоралюминатная ионная жидкость на основе растворителя из семейства 1,3-диалкилимидазолия. Именно это и мешает созданию коммерческого образца АИА.

Эльтерман предлагает использовать в качестве растворителя для хлоралюминатной жидкости в 17 раз более дешёвый гидрохлорид триэтиламина. "Но для проверки применимости конкурентного электролита в низкотемпературном АИА необходимо провести систематические исследования его физико-химических свойств: температуры плавления/кристаллизации, плотности, вязкости, электропроводности, числа переноса ионов", — говорит он.

Если подобрать оптимальный состав электролита, это станет настоящим прорывом, уверен учёный: это позволит наладить массовый выпуск прогрессивного типа аккумуляторов — морозоустойчивых, что особенно важно в России.