Välja On Töötatud Mittesüttivad Suure Jõudlusega Kaaliumpatareid

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Liitium-ioon akusid kasutatakse praegu laetavate akudena, kuid energiasalvestustehnoloogial on ka suuri puudusi, nagu keskkonnaprobleemid, suured kulud ja tuleohtlikud elektrolüüdid. Erinevaid alternatiive juba uuritakse.

Austraalia Wollongongi ülikooli teadlased loodavad patareidele, mille kaalium on odavam kui liitiumioonidest. Kaaliumioonide eelis: neid on ohtralt ja neil on head aku omadused. Kaaliumioonioonakud pole aga praegu ohutud ja sisaldavad ka tuleohtlikke elektrolüüte.

Tulekaitsevahenditel põhinev elektrolüüt

Materjaliteadlase Zaiping Guo juhitav meeskond soovib leida lahenduse: teadlased töötasid välja tulekaitsevahendi baasil kaalium- ja kaaliumioonaku elektrolüüdi. See elektrolüüt pole mitte ainult tuleohtlik, vaid võimaldab ka aku töötamist madalama soolakontsentratsiooni korral, nagu nõuab ulatuslik rakendus.

Elektrolüüdi põhikomponent oli trietüülfosfaat - aine, mida tuntakse ka leegiaeglustina ja mida on juba uuritud lahustina liitiumioonakudes. Siin osutus see vähem sobivaks, kuna nõuti liiga suuri soola kontsentratsioone ja elektrolüüti ei olnud võimalik lahjendada. Tööstuslikult sobivad ainult lahjendatud elektrolüüdid.

Kuid teadlased suutsid kontsentratsiooni kaaliumsooladega vähendada. Kaaliumi- ja kaaliumioonakude jaoks toodeti trietüülfosfaat-kaaliumisoola elektrolüüti, mis ei põlenud ja võimaldas stabiilseid laadimis- ja tühjenemistsükleid kontsentratsioonil 0,9 kuni 2 mol liitri kohta. Sellised koondumised pakuvad huvi selliste tehniliste rakenduste jaoks nagu elektrienergia salvestamine võrgupiirkonnas.

Liitiumioonakud

Tahked elektrolüüdid muudavad akud võimsamaks

Kaaliumioonioonakud võivad muutuda ohutumaks

Autorite sõnul oli suure jõudluse põhjuseks elektroodile ühtlase kindla elektrit juhtiva kihi moodustumine. Nad jälgisid kihti ainult koos fosfaatide elektrolüüdiga. Tavalised karbonaat-elektrolüüdid ei suutnud seda kihti üles ehitada. Fosfaat-elektrolüüt püsis stabiilsena isegi korduvate tsüklite ajal. Seevastu tavaline karbonaat-elektrolüüt lagunes samadel tingimustel.

Nagu Guo ja tema meeskond teatavad, võivad uue põlvkonna kaaliumioonakude ohutumad muutuda uute fosfaat-elektrolüütide abil. Selliseid leegiaeglustitel põhinevaid elektrolüüte võiks edasi arendada ja lisada muude mittesüttivate akusüsteemide konstruktsiooni.