Одна из особенностей современной потребительской электроники в том, что она имеет ничтожные по емкости батареи, которые приходится постоянно перезаряжать. Из-за этого многие эффективные химические носители заряда в гаджетах применять невозможно. Но недавно ученые из Стэнфордского университета сумели модернизировать старую батарею на основе хлора и сделать ее перезаряжаемой.
Технология родом из 1970-х, когда химики сконструировали батарею с применением пары литий-тионилхлорид. Работает она по аналогии с литий-ионными батареями, но по своей сути одноразовая. Хлор – химически активное вещество, высокореактивное, поэтому процесс превращения хлорида натрия в хлор протекает легко, но вот обратная процедура очень затруднена. То есть батарею можно зарядить, приложив энергию и создав хлорид, но после разрядки она становится бесполезной.
Ученые из Стэнфорда обнаружили, что при определенных концентрациях хлора система тяготеет к стабилизации. Так появилась идея механизма контроля активного хлора, которая была воплощена в виде пористой прокладки из углерода. Углеродные наносферы улавливают лишние активные молекулы хлора и исключают их из общего химического процесса. Теперь, если взять этот хлор и добавить к нему калий, получится хлорид калия, то есть вещество внутри батареи вернется в исходную форму.
Пока что инженерам удалось достичь только 200 циклов перезарядки батареи из хлора, против 500-1000 у литий-ионных аккумуляторов. Однако у новой батареи огромная плотность энергии, она хранит до 1200 мА?ч на грамм материала электрода – это вшестеро больше, чем литий-ионные. Это делает ее очень перспективной для использования там, где заряд тратится медленно и перезарядка нужна нечасто. Например, в датчиках, в пультах дистанционного управления и в слуховых аппаратах.