Исследователи из Университета Суррея (Великобритания) обнаружили, что катализаторы на основе распространённых металлов - железа и молибдена - способны работать в литий-углекислотных аккумуляторах не хуже, а по некоторым показателям лучше материалов с драгоценными металлами. Работа опубликована в Journal of Power Sources.

Литий-углекислотные батареи (литий-CO2) рассматриваются как перспективная замена современным литий-ионным аккумуляторам: теоретически они могут запасать значительно больше энергии при том же весе. Однако технология пока на ранней стадии, и по надёжности и сроку службы коммерческие литий-ионные батареи её превосходят.

Одна из главных проблем - катализаторы, то есть вещества, ускоряющие химические реакции. Многие эффективные катализаторы содержат дорогие и редкие металлы: платину, рутений, иридий. Это вызывает вопросы о стоимости и возможности массового производства.

В экспериментах лучший катализатор команды обеспечил почти в четыре раза большую разрядную ёмкость (количество заряда, которое батарея отдаёт при разряде), чем немодифицированный эталонный материал. При перезарядке удалось вернуть 93% заряда, а также выполнить 92 цикла заряда-разряда в лаборатории. Количество заряда в каждом цикле намеренно ограничивали.

Чтобы получить катализаторы, в соединение на основе молибдена добавили железо, а затем нагревали до разных температур, проверяя, как изменение структуры влияет на работу батареи. Наилучший результат дал нагрев до 500 градусов: образовалась комбинация оксида молибдена и фосфата железа, которая помогла реакциям заряда и разряда идти эффективнее.

По словам соавтора исследования Дэниела Коммандера, до появления литий-CO2 батарей в повседневных устройствах ещё далеко, но результаты - обнадёживающий шаг вперёд. Учёные показали, чего материалы могут достичь в лаборатории, и следующая задача - обеспечить стабильную работу в течение гораздо более длительного времени.

Теперь исследователи намерены улучшить характеристики и долговечность катализаторов, а также изучить возможность их применения в других технологиях преобразования углекислого газа.

Источник: Tech Xplore