Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) совершили настоящий прорыв в технологии аккумуляторов нового типа для мобильных устройств. Группа инженеров MIT сумела добиться существенного прогресса в разработке литий-воздушной батареи. По заявлению специалистов, работающих над проектом, по плотности энергии новая разработка в три раза превосходит любой литий-ионный аккумулятор, существующий сегодня.

На самом деле над перспективной технологией литий-воздушных (или литий-кислородных) аккумуляторных батарей в настоящее время работают многие исследовательские группы. Разработки, которые должны позволить достичь лучших показателей по плотности энергии, в большинстве случаев финансируются промышленными гигантами - такими, как IBM и General Motors. Более всех в аккумуляторах нового типа заинтересованы производители ноутбуков и всевозможных гаджетов. Ведь не секрет, что, становясь мощнее, функциональнее и производительнее, портативные компьютерные устройства также наращивают свои энергетические аппетиты - а значит, требуют все более мощных и емких аккумуляторов.

Принцип работы литий-воздушной аккумуляторной батареи очень похож на принцип работы аккумуляторов, которые сейчас активно используются в портативной электронике и электрических транспортных средствах. Однако в новой разработке используются электроды, изготовленные на углеродной основе. Они взаимодействуют с потоками воздуха (на прототипе батареи, показанном учеными из Массачусетса, расположены впускная и выпускная трубки для воздуха), и в результате такие аккумуляторы оказываются намного легче обычных литий-ионных.

Основная трудность, с которой столкнулись инженеры MIT, - необходимость подобрать оптимальные материалы для создания электродов для перспективных аккумуляторов. Отдельную научную работу по данной теме опубликовал адъюнкт-профессор Массачусетского технологического института Ян Шао-Хорн. В этой работе, в частности, указано: для того чтобы добиться высокопроизводительной работы литий-воздушных батарей, лучше использовать не просто углеродистые электроды, но также золото либо платину в качестве катализаторов.

Впрочем, американские исследователи специально разработали метод, позволяющий опробовать на роль катализатора и другие материалы. Так что впереди еще много исследований. Специалисты по физической химии отмечают, что еще более эффективными ускорителями электрохимических реакций в литий-воздушной батарее могут стать золото-платиновые сплавы, а также сплавы других металлов либо их оксидов. Цель предстоящего комплекса исследований состоит в том, чтобы добиться не только повышения энергоэффективности, но и удешевления технологии производства.

Перспектива всего комплекса работ по разработке литий-воздушных аккумуляторов - создание легких батарей с высоким КПД для производства электромобилей, а также портативной электроники нового поколения. Правда, по прогнозам ученых из Массачусетского технологического института, до коммерциализации технологии может пройти еще лет десять.

Впрочем, наряду с разработкой новых аккумуляторных технологий, идет и совершенствование уже существующих. Например, компания Hitachi недавно объявила о том, что сумела разработать новую технологию, при которой срок службы литий-ионных батарей увеличивается до 10 лет. Как указано в пресс-релизе компании, разработка вдвое увеличивает жизнеспособность батарей, по сравнению с существующими технологиями.

Чтобы достигнуть такого эффекта, инженерам Hitachi пришлось разработать новый сплав, повышающий полезный срок службы марганцевых электродов, традиционно применяемых внутри ячеек аккумуляторных батарей. Кроме того, исследователи смогли добиться использования меньшего количества кобальта - это позволяет уменьшить себестоимость производства.

Как заявил глава подразделения по производству батарей Тоcио Отагуро, рынок промышленных аккумуляторных батарей в 2020 году достигнет 3 трлн йен (это более $30 млрд). При этом прототипы новых батарей появятся уже в 2010 финансовом году (он для Hitachi начался 1 апреля).

Представители Hitachi также считают, что новая технология будет востребована прежде всего в "умных" электросетях, а также в источниках бесперебойного питания. Новые батареи также будет очень выгодно использовать на крупных промышленных объектах - например, для хранения избытков энергии, выработанной ветровой электростанцией, а также в гибридных автомобилях.

Интересно, что, рисуя столь радужные перспективы, Hitachi пока ничего не говорит о том, планируется ли применять новую разработку в потребительской электронике. Кроме того, не стоит забывать, что у Hitachi есть мощные конкуренты. Такие, как японская компания Eamex, которая в начале февраля этого года объявила о создании технологии, способной увеличить срок службы литий-ионных батарей до 20 лет. Первые экземпляры новых батарей должны появиться в продаже в конце 2010 года.

Виктор ДЕМИДОВ