Исследовательская группа Китайского университета науки и технологий (USTC) представила новый тип аккумуляторной системы, который может изменить подход к хранению энергии. В отличие от традиционных литий-ионных батарей, новая система использует водородный газ в качестве анода, что открывает новые возможности для повышения производительности.

В последние годы водород стал предметом активного интереса как надежный и экономичный носитель энергии. Однако существующие водородные батареи используют его в качестве катода, что ограничивает диапазон напряжения и, соответственно, способность накапливать энергию. Исследователи USTC решили изменить этот подход, применив водород в качестве анода.

Разработанный прототип, известный как Li-H-аккумулятор, включает литий-металлический анод и газодиффузионный слой с платиновым покрытием, который выполняет функцию водородного катода. Этот дизайн обеспечивает эффективный транспорт литий-ионов и минимизирует нежелательные химические реакции. В результате новая батарея демонстрирует теоретическую плотность энергии 2825 ватт-часов на килограмм при стабильном напряжении около трех вольт.

Кроме того, батарея показала впечатляющую эффективность кругового цикла, достигая 99,7%. Это означает, что при зарядке и разрядке теряется минимальное количество энергии, что делает систему очень привлекательной для применения в различных областях.

Для повышения безопасности и экономичности команда разработала вариант безанодной Li-H батареи. В этой версии литий осаждается из литиевых солей во время процесса зарядки, что устраняет необходимость в предварительно установленном литий-металлическом аноде. Эта модификация сохраняет преимущества оригинальной модели и дополнительно улучшает кулоновскую эффективность до 98,5%.

Еще одним важным аспектом исследования стало компьютерное моделирование, которое помогло понять, как ионы лития и водорода перемещаются в электролите. Это знание может помочь в дальнейшем развитии технологий литий-водородных аккумуляторов.