Тысячи исследований в последние годы направлены на поиски более безопасных и эффективных альтернатив литий-ионных аккумуляторных батарей. Одним из таких перспективных вариантов стали водные магниевые батареи, которые работают на базе взаимодействие магния с водородом. При этом магний выступает в качестве анода батарейки, а водород играет роль катода. Рассмотрим подробнее все плюсы и минусы батарей данного вида.
Аккумуляторные батарейки новинки Ni-Mh: особенности
Водные магниевые батареи представляют собой батареи, в которых магний используется в качестве активного агента для переноса заряда. Они могут работать в водной среде, что делает их подходящими для различных сложных гаджетов, включая аварийные системы и оборудование, требующее постоянного тока. К примеру, для устройств в сфере метеорологии и геофизики.
Принцип функционирования таких батарей
Водные магниевые аккумуляторные батарейки Ni-Mh работают на основе электрохимической реакции между магнием и водой (либо электролитом).
Основные принципы их работы:
· Электрохимическая реакция. В подобных батареях магний служит анодом. При реакции с водой магний окисляется, освобождая электроны и образуя магний-гидроксид и водород.
· Цепь. Освобожденные электроны движутся через внешнюю цепь к катоду, где происходит восстановительная реакция. Это создает электрический ток, который можно использовать для питания различных гаджетов.
· Электролит. Водный электролит позволяет ионам свободно перемещаться, обеспечивая постоянный поток заряда между анодом и катодом. Обычно это раствор сульфата магния или другого подходящего.
· Утилизация остаточного продукта. В процессе работы батареи накапливаются продукты химреакции, что может влиять на ее эффективность со временем. В некоторых конструкциях новейших водно-магниевых аккумуляторных батарей уже предусмотрены механизмы для удаления или переработки образующихся веществ.
Преимущества:
· Эффективность. Аккумуляторные батареи данного типа могут функционировать до 20 дней до дополнительной подзарядки.
· Безопасность. Водные магниевые батареи менее подвержены перегреву по сравнению с литий-ионными аккумуляторными батареями.
· Экологичность. Магний — это обильный и безопасный материал, не вызывающий проблем с утилизацией, как у токсичных металлов из состава li-ion аккумуляторных батарей.
· Высокая плотность энергии. Они имеют высокий энергозапас, что делает их конкурентоспособными даже для устройств с высоким энергопотреблением, чем ранее могли похвастаться в основном только литиевые батареи. Батареи магниевые могут обеспечивать мощность до 150 кВт в сочетании с безопасностью и экологичностью при эксплуатации.
Тем не менее, существуют и вызовы перед массовым запуском производства Ni-Mh батареек. К примеру, явно требуется улучшить проводимость и механические свойства в соответствии с требованиями современного рынка. Также специалисты поставили для себя задачу разработать более эффективные технологии зарядки-разрядки, чтобы догнать по удобству привычные всем литий-ионные аккумуляторные батарейки.
