Из темноты на свет

Ионам в дороге между электродами нужны фонарные столбы
02.02.2020
Энерговектор

Учёные-исследователи из Аргоннской национальной лаборатории (ANL) при Департаменте энергетики США обнаружили способ ускорить процесс зарядки ионно-литиевых аккумуляторов. Как выяснилось, при освещении катода, например, ксеноновой лампой время заряда можно сократить вдвое и даже больше.

«Мы хотели существенно ускорить зарядку, не допуская повреждения электродов сильным током, - рассказывает руководитель отделения химических наук и технологий лаборатории Кристофер Джонсон. - Выдвинули идею, что свет должен благоприятно воздействовать на типичный катодный материал, и наша гипотеза подтвердилась в экспериментах с оксидом лития-марганца LiMn2O4».

При зарядке аккумулятора ионы лития должны пройти довольно большой путь из катода, представляющего собой смесь оксидов металлов, к графитовому аноду. Недаром полная зарядка электромобиля растягивается на восемь часов. Для экспериментов в лаборатории были созданы пуговичные элементы с кварцевым окошком, которые были испытаны в темноте и при освещении концентрированным светом лампы. Как выяснилось, ионы лития быстрее покидают освещённый катод, поскольку марганец переходит из трёхвалентного состояния Mn3+ в четырёхвалентное Mn4+, поглощая фотоны.

Учёные удостоверились в том, что заряд, ускоренный освещением, не приводит к сокращению числа рабочих циклов и ухудшению электрических характеристик аккумулятора. Вполне возможно, что теперь в составе ионно-литиевых полимерных элементов появится новый слой из прозрачного материала, который будут подсвечивать светодиодами или лазерами.

Источник: ANL

Читайте другие наши материалы