Существует ли такая вещь, как аккумулятор, способность которого накапливать энергию увеличивается  с возрастом? Одна уважаемая группа исследователей утверждает, что они разработали именно такую ​​технологию. Однако их утверждения вызывают разногласия, отчасти потому, что термодинамика может требовать, чтобы аккумулятор ухудшался только в течение многих циклов заряда-разряда.

У исследователей есть ответ на эту критику, и они продолжают публиковать рецензируемые статьи об этой работе . Если бы такие заявления исходили практически из любой другой лаборатории, они могли бы игнорироваться и избегать их широким сообществом исследователей батарей, точно так же, как физики отворачиваются от всего, что попахивает вечным двигателем.

Но эта лаборатория принадлежит одному из самых известных на сегодняшний день пионеров аккумуляторов - и одному из изобретателей самой литий-ионной батареи. Джон Гуденаф , которому 96 лет, продолжает исследования и публикации, как ученые, на треть своего возраста. В прошлом году вместе с тремя соавторами он опубликовал  статью, которая вызвала заголовки . ( Spectrum  был  профилированный ему  и его технологии батареи за год до этого , после  первого объявления  о новой стеклянной батарее своей группы.)

Гуденаф и его сотрудники утверждали, что они разработали негорючую литиевую батарею (чей электролит был основан на стеклянном порошке), удельная энергия которой в два раза выше, чем у традиционных литий-ионных батарей. Они также опубликовали график, показывающий  увеличение  емкости за более чем 300 циклов заряда-разряда. (Это увеличение, однако, бледнеет по сравнению с продолжительностью жизни клетки не менее 23000 циклов.)

Мария Хелена Брага, адъюнкт-профессор и руководитель кафедры инженерной физики Университета Порту в Португалии, была одним из главных сотрудников Гуденафа в связи с наплывом  недавних статей  о стеклянной батарее .

«Мы - сложные существа, которые возникают между повышением энтропии», - говорит она о заявлениях об увеличении емкости - и любым предполагаемым нарушением термодинамики. «Я не знаю, почему люди так много думают об этом».

Этот прототип негорючего литий-ионного аккумулятора имеет электролит на основе стеклянного порошка.
Фото: Мария Елена Брага
Этот прототип негорючего литий-ионного аккумулятора имеет электролит на основе стеклянного порошка.
Она говорит, что их стеклянный электролит - это  сегнетоэлектрический  материал, поляризация которого переключается взад и вперед в присутствии внешнего поля. Таким образом, циклы заряда-разряда эффективно раскачивают электролит взад и вперед и, возможно, со временем находят идеальную конфигурацию каждого электромагнитного диполя.

«Вот что происходит при зарядке и разрядке», - говорит Брага. «Вы выравниваете сегнетоэлектрические диполи».

 Ранее в этом году она и соавторы опубликовали  часть своих аргументов  в журнале  Materials Theory . Другая часть, по ее словам, проходит экспертную оценку.

Брага говорит, что их группа работает с компаниями, желающими получить лицензию на технологию аккумуляторов. Поскольку никаких официальных заявлений сделано не было, она сказала, что не может раскрыть, кто лицензиары и какие технологии они могут разрабатывать с этой батареей.

Она сказала, что большие аккумуляторные батареи, которые могут быть выделены из этого исследовательского стенда, не только будут иметь большую емкость, но и будут значительно легче, чем ионы лития. Хотя, добавляет она, возможно, наибольшая экономия веса будет достигнута не при сравнении массы одного элемента батареи с массой другого. «Самая большая разница будет в том, что вам не обязательно иметь одинаковые бункеры из нержавеющей стали в каждой из камер», - говорит она. 

Изоляция каждой аккумуляторной батареи друг от друга - для снижения риска неконтролируемого возгорания - не требуется при использовании негорючей батареи. Как и любая обширная система управления батареями (BMS), которая тщательно отслеживает производительность батарей в электромобилях и других технологиях, использующих большие банки батарей.

«BMS предназначена для контроля температуры», - говорит она. «В нашем случае этого не должно быть». Фактически, добавляет она, до определенного момента повышение температуры только увеличивает эффективность электролита.

Что касается будущего батареи Гуденаф / Брага, она прогнозирует, что она будет впервые использована в коммерческом продукте через три года. Итак, примерно в 2022 году, если ее прогнозы верны, вы можете увидеть, что производитель электромобилей или производитель аккумуляторных батарей или производитель бытовой электроники хвастаются новой батареей большой емкости (и негорючей!).

И если они утверждают, что батарея изначально даже увеличивает свою емкость по мере ее зарядки и разрядки, тогда вы узнаете, победил ли аргумент Браги и ее сотрудников в конечном итоге.