Учёные из Германии — Чжэнью Ли (Zhenyou Li) и Чжиронг Чжао-Каргер (Zhirong Zhao-Karger) — сделали первый шаг к возможному будущему, в котором литиево-ионные аккумуляторы уступят место недорогим, безопасным и высокоплотным аккумуляторам на основе кальция.
Кальций является пятым по распространённости химическим элементом в земной коре. Он распределён равномерно и даст доступ к ресурсам всем желающим. Каждый атом кальция может высвободить и захватить до двух электронов, что недоступно литию. Он не токсичен, а его ресурс едва ли не бесконечен в масштабах нашей планеты. Литиево-ионные батареи, напротив, используют такие редкие и ограниченные в объёмах добычи элементы, как кобальт, никель и литий.
Предполагается, что в среднесрочной перспективе выпуск литиево-ионных аккумуляторов будет свёрнут за отсутствием сырья, как и прекратится рост ёмкости таких батарей, которые достигнут своего теоретического предела. Из этого следует, что в будущем мире с прицелом на тотальную консервацию излишков электроэнергии необходимы другие средства для хранения чрезмерно вырабатываемого электричества, на роль которых могут претендовать кальциевые аккумуляторы.
Сегодня проблема кальциевых аккумуляторов в том, что отсутствует подходящий электролит. Существующие электролиты могут работать в кальциевых аккумуляторах только при нагреве свыше 75 градусов по Цельсию. Для практического использования это не подходит. Группа доктора Чжиронг Чжао-Каргер в рамках проекта «жизни после лития» (POLiS, Post Lithium Storage) занимается поиском состава подходящего электролита и демонстрирует на этом пути определённые успехи.
Как сообщается в свежей научной статье в Energy & Environmental Science за авторством этих исследователей, экспериментальный электролит на основе органический солей кальция демонстрирует многообещающий результат уже при комнатной температуре. В то же время учёные остаются честными с нами и предупреждают, что исследования находятся на раннем этапе и до создания полноценного кальциевого аккумулятора пройдёт ещё очень много времени.
