Ученые пытаются создать новое поколение батарей, способных накапливать больший электрический заряд, чем известные ныне литий-ионные. Одним из таких перспективных направлений поиска являются литий-воздушные (Li-air) батареи, привлекательные тем, что, теоретически, они имеют значительно более высокую накопительную способность.
Разработка литий-воздушных батарей находится в зачаточном состоянии: как и большинство новых технологий, она сталкивается с рядом пока еще не преодолимых проблем. Одна из таких проблем – это перенос заряда к аноду.
В новом исследовании, электрохимик Ди-Цзя Лю (Di-Jia Liu) и его коллеги из департамента США Аргоннской национальной лаборатории энергетики изучали поведение анода внутри литий-воздушной батареи.
Используя высокоэнергетические сфокусированные рентгеновские лучи, Лю и его команда смогли заглянуть внутрь аккумулятора во время его работы, не нарушая его целостности, и изучить изменения в микроструктуре анода. Они заметили на поверхности анода образование тонкого твердого слоя гидроксида лития (LiOH), из металлического лития, и этот процесс продолжался до тех пор, пока весь металл не превращался полностью в гидроксид, что останавливало функционирование батареи.
«До сих пор все исследования были сосредоточены на химических процессах, происходящих на катоде, — сказал Лю, – так как предполагалось, что анод является полностью обратимым. Но теперь мы знаем, что это не так».
Однако эксперименты проведенные учеными не выявили никакого гидроксида лития вблизи катода, который должен был бы присутствовать, если бы вода, как предполагалось, появлялась в результате разложения электролита. «Я думаю, что мы получили столько же вопросов, сколько и ответов в ходе проведенного исследования», — сказал Лю.
Результаты работы команды ученых, возглавляемых Лю, были опубликованы 9 августа в «Nature Communications».
Читайте также: Новости России и мира.