Аккумуляторы из алюминия и графена заряжаются в 60 раз быстрее, чем литиевые
Одной из самых серьезных проблем, тормозящих распространение электрических автомобилей, является недостаточная для длительных путешествий емкость аккумуляторов и продолжительная их подзарядка. Решить последнюю проблему попытались ученые из Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий при Университете Квинсленда, которые совместно с инженерами из компании Graphene Manufacturing Group (GMG) создали аккумуляторы, превосходящие по своим параметрам стандартные серийные литиевые батареи.
Начать серийное производство новых аккумуляторов, работающих на основе алюминия и графена, планируется уже в следующем году. Разработчики заявили, что новые алюминий-ионные графеновые батареи не содержат редкоземельные металлы и обойдутся в производстве гораздо дешевле традиционных аккумуляторов, создаваемых с использованием лития.
Среди главных преимуществ аккумуляторов на основе графена и алюминия также можно отметить повышение эффективного срока службы в три раза, увеличенную в 60 раз скорость пополнения заряда, расширенный температурный диапазон эксплуатации батарей и высокую стойкость к возгоранию. Так, например, элемент в форм-факторе монеты или таблетки заряжается всего несколько секунд и имеет емкость в три раза большую, чем у литиевых аналогов.
Технически катод алюминиево-ионной графеновой батареи представляет собой несколько слоев перфорированного графена с порами около 2,3 нм. В порах закладываются атомы алюминия, что повысит плотность накопления энергии и способность пропускать гораздо большие токи, чем литий-ионный аккумулятор. Токовые характеристики новинки составляют 5 А/г. При этом по энергоемкости «алюминиевые» аккумуляторы на 30-40% хуже лучших современных литиевых аккумуляторов, но в три раза лучше аналогов, разработанных в Стэнфордском университете.
Первые аккумуляторы для электромобилей будут выпущены в 2024 году, так как для их производства потребуются серьезные изменения в технологическом процессе существующих заводов. Однако уже со следующего года GMG начнет производство серийных аккумуляторов «для других нужд» в собственном форм-факторе.