Переживет ядерный взрыв: человечество создало небывалй источник энергии

Одна из главных проблем современных источников питания — хрупкость и неэкологичность.

Обычные литий-ионные батареи не только теряют эффективность при попадании влаги, но и несут угрозу: их токсичные компоненты и огнеопасные электролиты регулярно становятся причиной аварий. Однако команда исследователей смогла переломить эту тенденцию, представив растягивающийся гидрогелевый аккумулятор, лишенный ключевых недостатков предшественников.

Новинка не только гибкая и упругая, но и самовостанавливающаяся после повреждений. Учёные проверили её "на прочность" весьма экстравагантным способом: резали ножом, прокалывали, скручивали с усилием, словно испытывая пределы человеческой изобретательности в причинении вреда неживому объекту. И аккумулятор не сдался.

Что не так с классическими батареями?

Литий-ионные решения десятилетиями доминировали на рынке, но у них есть фатальный недостаток: электролиты на основе органических соединений огнеопасны, а соли лития с фтором токсичны. Мало того, что такие батареи боятся влаги (при её попадании стремительно падает КПД), так ещё и угроза возгорания остаётся постоянной головной болью для инженеров. Экологи тоже в тревоге: куда девать отработанные элементы с ядовитыми компонентами?

Чтобы раз и навсегда покончить с этими рисками, учёные разработали принципиально новый электролит — на основе литиевой соли без фтора, растворённой в воде. Именно этот шаг позволил создать гидрогелевый аккумулятор, где сама гелевая матрица служит одновременно электролитом и сепаратором (разделителем зарядов).

В чём прорыв?

• Водная основа исключает возгорания и взрывы.
• Нет фтору — значит, меньше вреда природе и человеку.
• Гибкость и эластичность позволяют встраивать батарею в необычные устройства — от носимой электроники до "умной" одежды.
• Самовосстановление: разрезанный и вновь соединённый аккумулятор продолжает работать.

Команда исследователей не ограничилась лабораторными тестами и устроила своим прототипам настоящее "испытание на выживание". Батареи:

• кромсали острыми лезвиями;
• протыкали насквозь;
• скручивали с такой силой, будто хотели свернуть в рулон;
• "купали" в условиях тропической влажности и жары.

И вот итог: даже после таких садистских экспериментов (сами учёные назвали их "пытками") аккумулятор не то что не вышел из строя, а сохранил стабильную работу. Более того, в течение месяца он выдержал свыше 500 циклов зарядки-разрядки при комнатной температуре без заметной деградации ёмкости.

Это значит, что эра гибкой энергетики уже не за горами. Носимые гаджеты, медицинские имплантаты, "умный текстиль" — везде, где нужна пластичность и безопасность, новые гидрогелевые батареи могут составить конкуренцию традиционным жёстким аккумуляторам. А главное — они безопасны для человека и планеты.

Уточнения

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в электронной технике и находит своё применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах.