Исследователи из Чикагского университета обнаружили инновационный подход к устранению опасных химических веществ из аккумуляторных батарей, обеспечивая при этом их высокую производительность.
Об этом сообщает KURAZH
Рост спроса на литий-ионные аккумуляторы
Согласно данным компании Mckinsey, глобальный спрос на литий-ионные аккумуляторы должен вырасти с 700 гигаватт-часов в 2022 году до впечатляющих 4,7 тераватт-часов к 2030 году. Однако существующая проблема — использование вредных химических веществ, известных как PFAS (пер- и полифторовые соединения), по-прежнему остается актуальной.
PFAS широко распространены, их можно найти в различных предметах быта, начиная от одежды и заканчивая антипригарными покрытиями кухонной посуды. Эти соединения не разлагаются в окружающей среде и могут попадать в организм через пищу и воду, что дало им прозвище «вечные химикаты».
Разработка новых аккумуляторов без PFAS
Команда исследователей из Чикагского университета работает над новым поколением аккумуляторов для электромобилей, которые полностью лишены PFAS. В традиционных литий-ионных аккумуляторах эти вещества присутствуют в катоде и электролите, где они поддерживают внутреннюю структуру батареи. Однако ученые утверждают, что наличие PFAS не является критически важным.
Для решения этой проблемы команда разработала специальный «нефторированный растворитель» для электролита, свободный от PFAS. Результаты лабораторных испытаний оказались многообещающими:
- Элементы без PFAS показали повышенное ионное спаривание, что указывает на более высокую энергетическую плотность.
- Они продемонстрировали большую стойкость к экстремальным температурам, гарантируя стабильную работу в диапазоне от -40°C до +15°C.
- Лучшее сохранение емкости обеспечивает более длительный срок службы и постоянную высокую производительность.
Хотя эти аккумуляторы еще находятся на этапе лабораторных исследований и не готовы к серийному производству, целью работы является демонстрация того, что экологические проблемы аккумуляторов электромобилей могут быть решены на этапе проектирования.
“PFAS связывают с серьезными угрозами для здоровья, включая нарушения развития у детей и репродуктивные проблемы у женщин,” — отмечает Агентство по охране окружающей среды США.
