Дослідники з Чиказького університету виявили інноваційний підхід до усунення небезпечних хімічних речовин з акумуляторних батарей, забезпечуючи при цьому їх високу продуктивність.
Про це розповідає KURAZH
Зростання попиту на літій-іонні акумулятори
Згідно з даними компанії Mckinsey, глобальний попит на літій-іонні акумулятори має зрости з 700 гігават-годин у 2022 році до вражаючих 4,7 терават-годин до 2030 року. Проте, існуюча проблема – використання шкідливих хімічних речовин, відомих як PFAS (пер- і поліфторалкільні сполуки), досі залишається нагальною.
PFAS широко поширені, їх можна знайти в різних предметах побуту, починаючи від одягу і закінчуючи антипригарними поверхнями кухонного посуду. Ці сполуки не розкладаються в навколишньому середовищі і можуть потрапляти в організм через харчування та воду, що дало їм прізвисько «вічні хімікати».
Розробка нових акумуляторів без PFAS
Команда дослідників з Чиказького університету працює над новим поколінням акумуляторів для електромобілів, які повністю позбавлені PFAS. У традиційних літій-іонних акумуляторах ці речовини присутні в катоді та електроліті, де вони підтримують внутрішню структуру батареї. Проте, вчені стверджують, що наявність PFAS не є критично важливою.
Для подолання цієї проблеми команда розробила спеціальний «нефторований розчинник» для електроліту, вільний від PFAS. Результати лабораторних випробувань виявилися багатообіцяючими:
- Елементи без PFAS показали підвищене іонне спарювання, що вказує на вищу енергетичну щільність.
- Вони продемонстрували більшу стійкість до екстремальних температур, гарантуючи стабільну роботу в діапазоні від -40°C до +15°C.
- Краще збереження ємності забезпечує довший термін служби і постійну високу продуктивність.
Хоча ці акумулятори ще знаходяться на етапі лабораторних досліджень і не готові до серійного виробництва, метою роботи є продемонструвати, що екологічні проблеми акумуляторів електромобілів можуть бути вирішені на етапі проектування.
“PFAS пов’язують із серйозними загрозами здоров’ю, включно з порушеннями розвитку в дітей і репродуктивними проблемами в жінок,” – зазначає Агентство з охорони навколишнього середовища США.
