ふっくらした炭素電極が、リチウム空気電池を現実に近づける

今日のリチウムイオン電池は軽量ですが、充電するにはかさばります。他の電池化学物質は、より良いエネルギー密度を有する。長年に渡って、科学者たちは、Liイオンの長所をすべて兼ね備えた電池を作る方法を模索してきましたが、それはより少ないスペースを占めています。リチウムイオン電池は、Liイオンの10倍の理論的エネルギー密度を持ちます。実験的なモデルはこれまで不安定であり、充電率や放電率が低く、エネルギー効率が低いと判明しています。さらに悪いことに、彼らは純粋な酸素でしか作動できず、通常の大気中での使用には非実用的である。

大気の問題は依然として解決されていないが、金曜日のScienceジャーナルに掲載された論文で、ケンブリッジ大学の研究者は、リチウムヨウ化物を添加し、グラフェンシートでできたふわふわした炭素電極を使用することにより、安定性および効率の問題のいくつかを解決した。有機溶媒に溶解されたリチウム塩は、2つの電極の間にリチウムイオンを運ぶ電解質として作用する.CanbridgeのClare P.Grayおよび同僚のTao Liuによって開発されたリチウム空気電池において、炭素電極は他のリチウム空気電池設計で使用されている過酸化リチウムよりも結晶性の水酸化リチウム（LiOH）を形成し、除去することによって電荷を貯蔵することを選択した。ヨウ化リチウムを添加することにより、以前の設計をゆっくりと汚染した不必要な化学反応の多く。これにより、複数の充放電サイクルの後でもセルの安定性が向上しました。これまでのところ、彼らは2000回のセルを充電することができました。

この設計とその他の調整により、充放電間の電圧差をLiイオン電池の電圧差に合わせて0.2ボルト程度に保つことができました他のリチウム空気設計では0.5〜1Vになります。バッテリーは93％のエネルギー効率が良いと言われています。しかし、バッテリーが商業生産に入る前に解決すべき問題がまだ数多くあります。その容量は充放電率に大きく依存し、純粋なリチウムの繊維で電池の電極を短絡させて爆発の原因となるデンドライトの形成を受け易い。実験用セルが必要とする純粋な酸素に加えて、窒素、二酸化炭素、水蒸気を含む空気の問題もあります。