В МГУ нашли дефекты в аккумуляторах будущего

Ученые МГУ нашли причину недолговечности литий-воздушных аккумуляторов и начали работы по их усовершенствованию. Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».

Специалисты считают, что литий-воздушные аккумуляторы могут вытеснить литий-ионные, поскольку они могут запасать в пять раз больше энергии. Однако для этого требуется сделать их легкими, мощными и энергоемкими. С этой целью ученые исследовали процесс электрохимического восстановления кислорода, который протекает на границе положительного электрода и электролита. Тут к молекулам кислорода присоединяются электроны, после чего они реагируют с литием. В результате образуется твердый пероксид лития.

Восстановление кислорода в литий-воздушных аккумуляторах проходит многоступенчато и сопровождается кучей нежелательных побочных реакций. Например, образуются супероксид-анионы, которые окисляют электролит и положительный электрод. В результате после нескольких перезарядок последний перестает проводить электрический ток.

В новой работе ученые показали, что процесс электрохимического восстановления кислорода может происходить различными путями. Исследователи сравнивали, как эта реакция протекает на разных модельных графитовых электродах. Они обнаружили, что супероксид-анионы окисляют электролиты в дефектных местах. Поскольку материал бездефектным быть не может, это значит, что литий-воздушные аккумуляторы будут неминуемо терять способность проводить ток.

По мнению исследователей, решить проблему можно, сместив зону реакции подальше от электрода. Однако пока нельзя сказать точно, когда литий-воздушные аккумуляторы смогут заменить литий-ионные.