Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новую батарею на основе расплавленной соли, используя только распространенные и дешевые материалы. В результате получилась пожаробезопасная батарея, которая в шесть раз дешевле литий-ионной и заряжается за одну минуту.

Одной из наиболее важных технологий будущего является хранение энергии. Литиевые батареи имеют множество недостатков, включая образование дендритов и риск возгорания, не говоря уже о дефиците лития, прогнозируемом на 2025 год. Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) в США нашли идеальное решение с помощью батареи из расплавленной соли. Их открытие было опубликовано в журнале Nature.

Исследователи применили новый подход. Их отправной точкой был простой выбор наиболее распространенных материалов. Поэтому они выбрали алюминий для создания одного из электродов. Для другого они выбрали самый дешевый элемент, а именно серу. Наконец, для электролита между двумя электродами они решили избегать всех летучих и легковоспламеняющихся жидкостей и использовать расплавленные соли.

Рабочая температура, близкая к температуре кипения воды

Однако для сохранения жидкого состояния электролита такого типа обычно требуется температура в несколько сотен градусов. Поэтому исследователи выбрали расплавленные соли, которые работают при минимально возможной температуре. В итоге они остановили свой выбор на электролите на основе хлоралюмината натрия (NaCL-KCl-AlCl3).

К счастью, это соединение также очень эффективно предотвращает образование дендритов. Как и все батареи на основе расплавленной соли, эта батарея лучше всего работает при более высоких температурах. При температуре 110 °C зарядка происходит в 25 раз быстрее, чем при 25 °C. Это не является проблемой, поскольку батарея выделяет достаточно тепла во время циклов зарядки и перезарядки. Кроме того, такая температура не представляет опасности возгорания или взрыва, поскольку расплавленные соли не воспламеняются.

Дешевая батарея

Благодаря использованию дешевых и распространенных элементов, стоимость батареи должна составлять всего одну шестую часть от цены литий-ионной батареи. Алюминий — тот же, что используется в рулонах алюминиевой фольги для приготовления пищи, а сера — отходы нефтепереработки. «Ингредиенты дешевы, а продукт безопасен — он не может гореть«, — говорит профессор Дональд Садоуэй.

Ученые смогли зарядить свой прототип всего за одну минуту. Другие технологии будут лучше работать в масштабах энергосистемы. Эта батарея идеально подходит для хранения нескольких десятков киловатт-часов, таких как мощность солнечных батарей в домах или на небольших предприятиях. Она также идеально подходит для зарядных станций для электромобилей, позволяя быстро заряжать несколько автомобилей одновременно, не требуя работы электросети.

Технология уже запатентована и будет разрабатываться новой компанией под названием Ambri. Однако, прежде чем приступить к коммерциализации, они должны сначала убедиться, что технология работает в масштабах полной батареи и выполняет сотни циклов зарядки.