Учёные разработали более экологичную батарею, отказавшись от кобальта

Высокоемкие и надежные аккумуляторы являются ключевым элементом многих устройств и даже транспортных средств, играя важную роль в переходе к экологически чистому будущему. Для их производства используется множество ресурсов, включая кобальт, добыча которого вызывает ряд экологических, экономических и социальных проблем.


Впервые команда ученых, в том числе из Университета Токио, предложила реальную альтернативу кобальту, которая в некоторых аспектах превосходит современные аккумуляторы. Этот новый подход также позволяет аккумулятору сохранять эффективность после многих циклов перезарядки. Исследование было опубликовано в журнале Nature Sustainability.

Внутри ноутбуков, смартфонов и прочего множества устройств находятся литий-ионные батареи(LIB). Они давно стали стандартом для портативных устройств. Однако, у LIB есть и ряд серьёзных недостатков: основная проблема заключается в использовании кобальта в электродах. Кобальт – редкий элемент, основным источником которого являются рудники в Демократической Республике Конго. Экологические и социальные проблемы, связанные с добычей кобальта, сильно мешают его активной добыче.


—Ацуо Ямада, профессор департамента химической системной инженерии.

Выносливость в 1000 циклов

Новые электроды и электролит, разработанные командой Ямады, не только не содержат кобальта, но и улучшают характеристики батареи. LIB без кобальта обладают энергетической плотностью, превосходящей аналоги на 60%, что означает более долгий срок службы. Они могут выдавать напряжение 4,4 вольта, в отличие от обычных LIB, напряжение которых составляет около 3,2-3,7 вольта.

Но одним из самых удивительных технологических достижений было улучшение перезарядки. Тестовые батареи смогли полностью заряжаться и разряжаться более 1 000 циклов, имитируя три года использования, потеряв при этом всего около 20% своей емкости.

Будущее без кобальта

Хотя исследования Ямады фокусировались на LIB, идеи, лежащие в основе их разработки, могут быть применены и к прочим электрохимическим процессам, включая другие типы батарей и даже электролитический распад воды.


—Ацуо Ямада.