Австралійці створили акумулятори з алюмінію і графену, які дуже швидко заряджаються

Австралійська компанія Graphene Manufacturing Group (GMG) з Брісбена на основі розробки Австралійського інституту біоінженерії та нанотехнологій Квінслендського університету (UQ) створила акумулятори, які за багатьма параметрами виглядають набагато краще від сучасних літієвих батарей. Це прорив, кажуть розробники та обіцяють через рік почати масове виробництво новинки.

Нові акумулятори з алюмінію і графену дешевші, не використовують рідкоземельних металів, не горять, витримують колосальні струми і широкий діапазон робочих температур. Подібні батарейки можуть підштовхнути далеко вперед розвиток електричного транспорту. Втім, для електромобілів алюмінієво-іонні графенові акумулятори компанія GMG обіцяє почати випускати тільки в 2024 році, тоді як з наступного року вона запустить у виробництво акумулятори для інших потреб.

Чому так нескоро? У компанії заявляють, що для випуску алюмінієво-іонних графенових акумуляторів для електромобілів необхідно створити елементи в стандартних формфакторах і зі стандартними електричними характеристиками, зокрема – з такою ж напругою, як літійіонні батареї. Поки ж компанія має намір випускати революційні елементи у власному формфакторі, який оптимізований під фірмову технологію. Це не стане проблемою для випуску цілого спектра продукції на «алюмінієвих» батареях, тільки б компанія стримала свою обіцянку.

Катод алюмінієво-іонної графенової батареї являє собою кілька шарів перфорованого графену з порами приблизно 2,3 нм. В пори укладені атоми алюмінію, що робить матеріал досить щільним з точки зору можливості запасати енергію і здатним пропускати набагато більші струми. Також слід враховувати, що кожен іон алюмінію в процесі заряду обмінюється на катоді на три електрони, тоді як іон літію обмінюється тільки на один електрон.

Заявлені розробниками струмові характеристики алюмінієво-іонних графенових акумуляторів досягають 149 мАг/г і 5 А/г. За енергоємністю «алюмінієві» батареї на 30-40% гірші від хороших сучасних літієвих батарей, але в три рази кращі від лабораторних зразків алюмінієво-іонних акумуляторів, які колись були розроблені в Стенфордському університеті. Австралійські акумулятори в нинішньому вигляді обіцяють питому енергоємність до 160 Вт·год/кг і потужність до 7000 Вт/кг.

Завдяки здатності витримувати великі струми розробники називають свої батареї ледь не суперконденсаторами. Елемент типу «монетка» заряджається за кілька секунд і має ємність в три рази більшу, ніж літієві аналоги. З цих елементів, до речі, компанія GMG розраховує почати комерційне виробництво алюмінійіонних акумуляторів в кінці нинішнього року або на початку наступного. Що ж, сподіваємося незабаром побачити щось нове і незвичайне на ринку акумуляторів.