Сотрудники МИЭМ ВШЭ создали эффективные водные электролиты на основе насыщенных растворов солей. Они способны решить проблему низкой энергоемкости водных электролитов и повысить электропроводность аккумуляторов. Об этом сообщает пресс-служба НИУ ВШЭ. Результаты исследования опубликованы в The Journal of Physical Chemistry C.

Электролиты проводят электрический ток и используются в аккумуляторах, где энергия от химических реакций преобразуется в электрическую. Зачастую органические электролиты состоят из солей щелочных металлов, растворенных в органических соединениях, и требуют тщательного соблюдения сверхнизкой влажности в рабочих помещениях. Поэтому появились новые типы электролитов — водные. Они, в свою очередь, тоже имеют недостаток — высокую электрохимическую активность воды, провоцирующую побочные реакции выделения кислорода и водорода, которые быстро выводят аккумулятора из строя.

С одной стороны — замена органического растворителя на водную среду позволяет снизить стоимость производства и повысить безопасность эксплуатации подобных устройств, с другой — энергоемкость аккумуляторов на водных электролитах остается низкой.

Для увеличения мощности специалисты ВШЭ использовали насыщенные растворы солей на основе пропионата и смеси формиатов лития и калия. Это наиболее экологичные простые соли, без фтора и тяжелых элементов. При высокой электропроводности их расход значительно меньше.

«Насыщенные растворы солей увеличивают окно потенциалов — наиболее важную характеристику, которая определяет стабильность электролита. В свою очередь увеличение окна потенциалов электролитов позволяет выбирать электродные материалы с наибольшей разностью потенциалов, что приводит к увеличению мощности и заряда аккумулятора. По самым скромным оценкам, при окне потенциалов электролита в 1,5‒2,5 вольта и использовании современных электродов удается добиться энергоемкости уровня современного свинцового аккумулятора», — сказано в сообщении пресс-службы.

Исследователи протестировали электролиты на нескольких коммерческих электродных материалах, используемых в аккумуляторах. Они продемонстрировали хорошие показатели заряда.