Американські інженери створили алюміній-повітряний акумулятор, практично повністю захищений від саморозряду. Для цього розробники запропонували після використання акумулятора міняти електроліт у ньому на полімерну олію за допомогою помпи. Експерименти з прототипом показали, що завдяки такій процедурі самозряд знижується до 0,02 відсотка на місяць, розповідають автори статті, опублікованої в.
Алюміній-повітряний акумулятор являє собою гальванічний елемент, в якому електричний струм виробляється завдяки реакції алюмінієвого аноду з киснем з повітря і водою з електроліту. З електрохімічної точки зору такі акумулятори одноразові, проте в конструкції багатьох з них передбачена можливість заміни аноду для «перезарядки». Головна перевага таких акумуляторів перед найпоширенішими типами акумуляторів, у тому числі літій-іонними, полягає в їх вкрай високій щільності енергії. Завдяки цьому, наприклад, електромобілі з такими акумуляторами можуть проїжджати кілька тисяч кілометрів на одному циклі роботи алюміній-повітряного акумулятора.
Але через не до кінця вирішені технологічні недоліки поки акумулятори такого типу не отримали широкого поширення. Один з таких недоліків полягає в їх швидкому саморозряді через корозію алюмінієвого аноду, який може становити кілька десятків відсотків за місяць. Для вирішення цієї проблеми інженери пропонували безліч рішень, таких як легування електродів або модифікація складу електроліту, але, як правило, ці методи знижують щільність енергії акумулятора або інші важливі параметри.
Група інженерів з Массачусетського технологічного інституту під керівництвом Дугласа Харта (Douglas Hart) запропонувала нову конструкцію алюміній-повітряного акумулятора, що дозволяє знизити корозію аноду майже до нуля і при цьому зберегти високі характеристики акумулятора. Розроблений інженерами акумулятор складається з аноду, зробленого з алюмінієвої фольги з чистотою 99,999 відсотка, і катода, що складається з вуглецевих і марганцевих частинок, нікелевої сітки і полімерної мембрани, що пропускає кисень з атмосфери. Електроди розділені сепаратором з тефлона, спеціально обробленого для отримання гідрофільних і олеофобних властивостей. В якості електроліту використовується вода і гідроксид натрію, а також ^ розійна добавка у вигляді гексагідроксостанната натрію.
Принцип запобігання корозії анода полягає в тому, що після використання акумулятора в порожнину між анодом і сепаратором, де зазвичай розташовується електроліт, закачується перфторполіефірова олія. На прокачування масла до практично повного видалення електроліту потрібно 50 секунд і 50 міліват потужності. При необхідності використовувати акумулятор відбувається зворотний процес і в робочу область закачується електроліт.
Розробники провели чотиритижневий експеримент, порівнюючи роботу нового акумулятора і звичайного алюміній-повітряного акумулятора без заміни електроліту на олію. Кожен будній день вони вмикали акумулятори на п'ять хвилин і знімали свідчення. В результаті звичайний акумулятор перестав працювати через три дні, а новий протримався 24 дні, видаючи в робочі періоди напругу 1,22 вольта. Згідно з розрахунками інженерів, максимальна щільність енергії нового акумулятора становить 900 ватт-годин на кілограм.
На початку року американські вчені представили ефективний перезаряджуваний літій-повітряний акумулятор, що витримує 700 циклів зарядки-розрядки, що можна порівняти з популярними на сьогоднішній день літій-іонними акумуляторами.