Берлінські дослідники розробили матеріал-"охоронець", який може назавжди змінити ландшафт мобільних технологій.
Батарея, яка працює в рази довше за звичайні літій-іонні, коштує копійки у виробництві та при цьому не шкодить довкіллю вже не фантастика.
Команда вчених із престижного Центру імені Гельмгольца в Берліні таки зламала один із найстарших кодів енергетики – приборкала непокірну сірку для акумуляторів майбутнього. І це, без перебільшення, може стати тією самою революцією, якої так довго чекали виробники смартфонів, електрокарів та інших гаджетів.
Сірка – це той самий жовтий порошок, який ви могли бачити на уроках хімії. Але за своєю енергетичною потужністю вона залишає далеко позаду дорогі кобальт і нікель, які зараз використовуються в наших телефонах. До того ж сірки на Землі – як бруду під нігтями, і коштує вона мізер порівняно з рідкісними металами.
Літій-сірчані (Li-S) батареї теоретично здатні запасати енергії в декілька разів більше за традиційні літій-іонні. Проблема була лише в одному – вони швидко “здихали”. Справа в тому, що під час роботи такої батареї утворюються шкідливі полісульфіди – речовини, які буквально “роз’їдають” акумулятор зсередини, переміщуючись між електродами.
Берлінські інженери підійшли до проблеми з німецькою педантичністю. Вони створили спеціальний пористий матеріал – ковалентну органічну структуру (COF), яка працює як розумна губка.
У цю “губку” вмонтовано мікроскопічні радикали на основі сіркоорганічної сполуки з складною назвою тетратіафульвален. Звучить заплутано, але принцип роботи простий: коли шкідливі полісульфіди намагаються втекти, пориста структура їх ловить, а радикали миттєво запускають хімічну реакцію, яка перетворює “шкідників” назад на корисну сірку.
Фактично, батарея сама себе лікує – постійно регенерує та відновлює свої властивості.
Результати випробувань просто приголомшують. Експериментальна батарея з новим матеріалом витримала понад 1500 циклів заряджання-розряджання, втрачаючи мізерні 0,027% ємності за кожен цикл. Для порівняння: звичайні Li-S акумулятори зазвичай “здуваються” після 1000 циклів.
Що це означає на практиці? Ваш смартфон зможе працювати на одному заряді кілька днів замість кількох годин. Електрокар проїжджатиме сотні кілометрів на одній підзарядці. А найголовніше – все це коштуватиме в рази дешевше.
Поки що німецька розробка знаходиться на стадії лабораторних досліджень. Але сам факт розв’язання основної проблеми літій-сірчаних батарей означає, що комерціалізація може відбутися швидше, ніж очікували експерти.
Можливо, вже через кілька років ми триматимемо в руках гаджети з акумуляторами нового покоління – дешевшими, потужнішими та екологічнішими. І тоді нарешті забудемо про вічні танці з павербанками та постійні пошуки розетки.
