Нужно пояснить, что разработка предназначена для воздушно-литиевых
аккумуляторов (также именуемых литиево-кислородными). Они способны на
порядок обойти лучшие литиево-ионные по удельной ёмкости. Пока такие
накопители не вышли из стадии экспериментальных, поскольку не решён ряд
проблем. В частности, устройства ещё не могут похвастать живучестью.
Зависимость рабочего напряжения (по вертикали,
вольты) ячейки от удельной ёмкости электрода (по горизонтали,
миллиампер-часы на грамм углерода) (иллюстрация J. Xiao et al./ Nano
Letters).
Физики смешали растворитель, связующее, воду и хлопья графена, а затем
создали в этой смеси многочисленные мелкие пузырьки воздуха. Они
послужили строительными лесами, на которых собрались графеновые частицы
и связующее вещество. После удаления лишних компонентов осталась
высокопористая структура, в которой графен сформировал многочисленные
сферы диаметром по 3-4 микрометра, причём в стенках сфер имеются
отверстия. Всё вместе это создаёт разветвлённые каналы для доступа кислорода и обеспечивает большое пространство для реакции его с литием. Новый
электрод не использует катализатор (это большой плюс технологии), но
показывает высокие параметры только в чистом кислороде. Сейчас команда
работает над мембраной, которая позволяла бы проходить к электроду
только кислороду, но задерживала бы влагу из воздуха, которая губит
подобную батарею, реагируя с литием. Кроме того, в нынешнем виде
электрод не позволяет полностью перезаряжать себя по нескольку раз, но
над устранением и этого недостатка тоже работает сейчас команда его
создателей.
|