Химик придумал, как удешевить электролит алюминий-ионных аккумуляторов в 17 раз

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.

Фото: PxHere is licensed under CC0

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.