Поиск альтернатив литий-ионным батареям продолжается, при этом калий-ионные представляют собой особый интерес. У них есть некоторые преимущества перед литий-ионными батареями, но одной из проблем является их воспламеняемость.
Исследователи из Университета Вуллонгонг в Австралии нашли решение этой проблемы: они разработали электролит на основе негорючего материала. Он содержит триэтилфосфат, который также был испытан в качестве растворителя для литий-ионных батарей. Однако для них концентрация соли в электролите была слишком высокой — только разбавленные электролиты подходят для промышленного применения.
Исследовательская группа изготовила негорючий электролит на основе триэтилфосфатной калиевой соли, который обеспечивает стабильные циклы зарядки и разрядки даже при концентрациях от 0,9 до 2 моль на литр. По словам исследователей, это связано с тем, что новый электролит образует равномерный проводящий слой на электроде. При использовании обычных карбонатных электролитов этот слой не образуется.
Исследователи предполагают, что новый электролит сделает калий-ионные аккумуляторы следующего поколения более безопасными. Если его доработать, то появляются возможности для его использования и в других аккумуляторных технологиях.
До серийного производства калий-ионных батарей еще довольно далеко. На следующем этапе ученым предстоят работы над калий-воздушными батареями, в которых электрод состоит из металлического калия и вступает в реакцию с кислородом из окружающей среды. У таких батарей плотность энергии выше, чем у литий-ионных.
Однако пока что их срок службы довольно короткий из-за ограниченного количества циклов зарядки, что связано с тем, что не только калий вступает в реакцию с кислородом, но и углерод на аноде. Поэтому пока что исследователи работают над идеями по защите анода от кислорода с использованием фильтров, чтобы таким образом увеличить количество циклов зарядки. Если калиевые батареи удастся доработать, то хранение избыточной ветровой и солнечной электроэнергии может стать значительно дешевле.
Источник: https://energyload.eu/stromspeicher/forschung/kalium-batterien/