Китайські науковці з Далянського інституту хімічної фізики (DICP) здійснили прорив у сфері енергетичних технологій, розробивши перший у світі перезаряджуваний гідрид-іонний акумулятор. Цей пристрій став результатом багаторічних досліджень у напрямі використання гідрид-іонів як перспективних носіїв електричного заряду для електрохімічних систем нового покоління.
Про це розповідає ProIT
Інноваційна структура та матеріали нового акумулятора
Головною особливістю створеного акумулятора є унікальний твердотілий електроліт типу «ядро-оболонка». Дослідники синтезували композитний гідрид з серцевиною та оболонкою 3CeH3@BaH2, де тонка оболонка з гідриду барію (BaH2) оточує тригідрид церію (CeH3). Така структура дозволяє максимально використати високу іонну провідність CeH3 та термічну стійкість BaH2, забезпечуючи стабільну роботу акумулятора за кімнатної температури.
На основі цього матеріалу дослідники сконструювали прототип акумулятора CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4. У катоді використано NaAlH4 (аланат натрію) — поширений матеріал для зберігання водню. Перший цикл розряду продемонстрував ємність 984 мА·год/г, а після 20 циклів вона залишалася на рівні 402 мА·год/г. У багатошаровому виконанні акумулятор генерував напругу до 1,9 В, що дозволило живити світлодіодну лампу.
Потенціал для екологічного енергозбереження та виклики масштабування
Використання гідриду як носія заряду допомагає уникнути утворення небезпечних дендритів, що робить технологію безпечнішою та ефективнішою для довгострокового зберігання енергії.
“Завдяки регульованим властивостям матеріалів на основі гідридів, гідрид-іонні акумулятори мають величезний потенціал для екологічно чистого зберігання та перетворення енергії”.
Додатковою перевагою є те, що при підвищенні температури вище 60°C матеріал переходить у стан суперіонного провідника, що додатково оптимізує його робочі характеристики. Проте для впровадження цієї технології у промислових масштабах ще належить подолати ряд складнощів, таких як оптимізація вартості виробництва, забезпечення доступності компонентів та інтеграція з існуючими енергетичними системами.
Результати дослідження опубліковані у журналі Nature.