Американские ученые разрабатывают аккумуляторы для электромобилей без «вечных химикатов»

Dodge Charger Daytona EV. Источник: Stellantis

Исследователи из Чикагского университета нашли способ избавиться от опасных химических веществ в аккумуляторных батареях батареях, сохраняя при этом высокую производительность.

Что известно

Глобальный спрос на литий-ионные аккумуляторы вырастет с 700 гигаватт-часов в 2022 году до 4,7 тераватт-часов к 2030 году, согласно данным Mckinsey Company. Однако «грязный секрет» батарей — использование вредных химических веществ — до сих пор остается нерешенным.

Помимо редкоземельных материалов, аккумуляторы электромобилей содержат опасные химические вещества, известные как PFAS (пер- и полифторалкильные соединения). PFAS встречаются повсюду: от нашей одежды до антипригарных кухонных сковородок. Они не разлагаются в окружающей среде и могут проникать в организм через пищу и воду, отсюда и название «вечные химикаты».

Исследователи из Чикагского университета разрабатывают новое поколение аккумуляторов для электромобилей, которые не содержат PFAS. В типичном литий-ионном аккумуляторе эти вещества присутствуют в катоде и в электролите, где они помогают поддерживать внутреннюю структуру батареи. Однако ученые утверждают, что наличие PFAS не является фундаментальным требованием.

Для решения этой проблемы команда разработала специальный «нефторированный растворитель» без PFAS для электролита. Результаты лабораторных испытаний выглядят обнадеживающе:

• Элементы без PFAS продемонстрировали лучшее ионное спаривание, что означает более высокую энергетическую плотность
• Более высокая устойчивость к экстремальным температурам — стабильная работа от -40°C +15°C
• Лучшее сохранение емкости, что означает более долгий срок службы и стабильно высокую производительность

Сейчас эти аккумуляторы находятся на стадии лабораторных экспериментов и еще далеки от производства. Однако цель исследования — показать, что экологические проблемы аккумуляторов электромобилей можно решить уже на этапе проектирования.

PFAS связывают с серьезными угрозами здоровью, включая нарушения развития у детей и репродуктивные проблемы у женщин, согласно данным Агентства по охране окружающей среды США.