В наши дни литий-ионные аккумуляторы используются повсеместно — от смартфонов и планшетов до электромобилей и самолётов. Но с каждым днём требования к батареям растут, поэтому учёные по всему миру работают над альтернативными источниками питания с более высокой ёмкостью.
Одной из наиболее перспективных альтернатив традиционным литий-ионным аккумуляторам считаются литий-воздушные элементы: при одинаковой массе они обладают в пять раз большей ёмкостью. Увы, существует проблема: она заключается в быстрой деградации положительного электрода, который обычно сделан из углерода. В результате, буквально после десятка циклов зарядки-разрядки аккумулятор перестаёт работать. Причину такого поведения литий-воздушных элементов удалось установить российским учёным из МГУ имени М.В.Ломоносова.
Литий-воздушные аккумуляторы вырабатывают электроэнергию буквально из воздуха: принцип их работы основан на окислении лития кислородом до пероксида лития Li2O2. Ранее считалось, что к разрушению положительного электрода приводит реакция углерода с Li2O2. Однако отечественные учёные установили, что это не так.
Оказалось, что электрод деградирует в результате реакции углерода с очень активным и при этом короткоживущим супероксидом лития LiO2. Супероксид в ячейке существует всего несколько секунд, однако за это время успевает окислить поверхность углеродного электрода.
Проведённое исследование в перспективе поможет при создании эффективных аккумуляторных батарей нового поколения.
