КОНКУРЕНТНЫЙ АНАЛОГ

— Эти популярные вторичные химические источники тока имеют ряд недостатков. У лития и кобальта высокая стоимость, и запасы их ограничены. Кроме того, физическое повреждение литий-ионного аккумулятора или короткое замыкание могут спровоцировать возгорание устройства. Еще одна проблема — резкое уменьшение емкости, разрядного напряжения и количества циклов заряда/разряда ЛИА при температурах ниже 0 °C. У свинцово-кислотных аккумуляторов относительно низкая удельная энергия на массу устройства, ограниченное количество циклов полной зарядки/разрядки, их необходимо хранить в заряженном состоянии, и они экологически не безопасны при неправильной утилизации аккумулятора.

Использование алюминия в качестве электродного материала аккумулятора открывает перспективу для разработки устройства хранения энергии с низкой стоимостью и высокой энергоемкостью благодаря рекордной среди металлов теоретической объемной емкости алюминия. В алюминий-ионных аккумуляторах (АИА) в качестве электролита используются хлоралюминатные ионные жидкости, которые относятся к классу «зеленых» растворителей. Это обеспечивает пожаробезопасность при разгерметизации АИА, стабильность при сверхбыстрой зарядке в течение нескольких сотен тысяч циклов заряда/разряда и возможность его эксплуатации при температурах ниже –30 °C. Они более безопасны по сравнению с электролитами на основе эфирных растворителей, ароматических углеводородов, диалкилсульфонов. Однако хлоралюминатные ионные жидкости семейства 1,3-диалкилимидазолия, используемые сейчас в АИА, имеют высокую стоимость.

— Я предлагаю рассмотреть хлоралюминатную ионную жидкость на основе гидрохлорида триэтиламина в качестве значительно более дешевого — в 17 раз — аналога хлоралюминатной ИЖ на основе 1-этил-3-метилимидазолий хлорида — самого популярного на данный момент электролита для алюминий-ионных аккумуляторов. Но для проверки применимости конкурентного электролита в низкотемпературном АИА необходимо провести систематические исследования его физико-химических свойств: температуры плавления/кристаллизации, плотности, вязкости, электропроводности, числа переноса ионов. На основании полученных данных можно определить наиболее подходящие составы этой ионной жидкости для АИА. Электрохимические испытания лабораторного макета АИА покажут его работоспособность при температурах до –30 °С, что актуально для многих российских регионов с холодной зимой.

Таким образом, реализация проекта позволит не только получить новые теоретические знания о хлоралюминатной ионной жидкости на основе гидро-хлорида триэтиламина, но и разработать коммерческий алюминий-ионный аккумулятор, заменив органическую соль на более дешевую.