Новая технология аккумуляторов: когда кальций может заменить литий в системах хранения энергии

DNVN — Исследователи разрабатывают перезаряжаемые кальциевые аккумуляторы, которые могут быть дешевле и безопаснее существующих литий-ионных аккумуляторов. Несмотря на множество сложностей, эта технология рассматривается как потенциальный прорыв в области накопления энергии.

Мобильные устройства, электромобили и сетевые системы накопления энергии активно используют литий-ионные аккумуляторы. Однако исследовательская группа из Китая разработала аккумулятор на основе металлического кальция, который обещает стать альтернативой и конкурентом литиевой технологии.

Новое решение для аккумуляторов может надолго «потеснить» литий-ионные.

Согласно статье на первой странице журнала World , исследовательская группа из Университета Фудань (Китай) заявила, что им удалось создать перезаряжаемую кальциево-кислородную батарею, используя металлический кальций, который в 2500 раз более распространен, чем литий, и добавила, что «эта батарея... может быть стабильной на воздухе и может быть преобразована в гибкие волокна для аккумуляторов в интеллектуальных носимых системах нового поколения».

Команда полагает, что по сравнению с литий-ионными батареями этот тип может быть дешевле и безопаснее, а также позволит избежать некоторых проблем с цепочкой поставок лития, которые в настоящее время решаются из-за ограничений на добычу полезных ископаемых и воздействия на окружающую среду.

Однако эта технология пока не вышла на стадию широкого коммерческого внедрения. Исследовательская группа также отметила, что кальций-кислородные аккумуляторы всё ещё нестабильны при комнатной температуре и нуждаются в улучшении электролита и сопутствующих материалов для соответствия условиям практического применения.

Между тем, литий-ионные аккумуляторы по-прежнему играют доминирующую роль благодаря своим доказанным преимуществам, таким как высокая плотность энергии, относительно стабильная зарядно-разрядная ёмкость и развитая производственная экосистема. Однако многочисленные исследования показывают, что литий-ионные аккумуляторы по-прежнему сталкиваются с такими проблемами, как стоимость сырья, безопасность и переработка.

Разработка кальциевых аккумуляторов не только обеспечивает преимущества с точки зрения сырья (кальций более распространён, чем литий), но и потенциально снижает риски безопасности. В отчёте группа подчёркивает: «Предлагаемый кальциево-кислородный аккумулятор стабилен на воздухе и может быть изготовлен в виде гибких волокон…»

Хотя эта технология пока ещё далека от лабораторных испытаний и массового производства, она предлагает важное направление для энергетической стратегии, особенно в условиях стремительного роста спроса на накопители энергии и внедрения электромобилей во всём мире. После успешного вывода на рынок кальций-ионные аккумуляторы или их аналоги могут частично или полностью заменить литий-ионные, снижая затраты для потребителей и предприятий.

Однако для воплощения этой технологии в жизнь предстоит ещё многое сделать: усовершенствовать материалы, увеличить срок службы, обеспечить многократную зарядку и стабильность при реальных температурах окружающей среды. Кроме того, серьёзными проблемами являются разработка совместимой цепочки поставок, производство и переработка.

Нгуен Бах

Источник: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/cong-nghe-pin-moi-khi-canxi-co-the-thay-the-lithium-trong-luu-tru-nang-luong/20251101123820824