Ученые Токийского технологического института совместно с японскими коллегами впервые продемонстрировали успешную электрохимическую реакцию с участием гидрид-ионов в твердотельном электролите. Эта разработка может помочь инженерам создать новые, более эффективные аккумуляторы.

По словам ученых, гидрид-ионы (отрицательно заряженные ионы водорода) могут быть эффективно использованы в батареях с повышенной плотностью энергии, однако до последнего времени исследователям не удавалось продемонстрировать окислительно-восстановительную реакцию с их участием, пригодную для использования в аккумуляторах.

В батареях современных электронных устройств заряд переносится положительными ионами лития через жидкий электролит. В процессе разрядки аккумулятора ионы лития окисляются и притягиваются к отрицательному полюсу батареи. При зарядке происходит обратный процесс — ионы восстанавливаются, притягиваясь к положительному электроду.

Для переноса заряда гидрид-ионами ученые создали твердый электролит из вещества с химической формулой La2LiHO3. Положительный электрод был изготовлен из титана, а отрицательный — из гидрида титана. В созданной из этих материалов батарее ученым удалось успешно продемонстрировать необходимую окислительно-восстановительную реакцию гидрид-ионов.

Отрицательные ионы водорода имеют сильный восстановительный потенциал, примерно такой же, как у ионов магния, уже привлекавших внимание многих исследователей в деле разработки аккумуляторов нового поколения. Кроме того, гидрид-ионы могут обеспечить высокую плотность хранения энергии, пригодную для создания аккумуляторов с повышенной емкостью.

Еще одним преимуществом батареи на основе гидрид-ионной проводимости является твердотельный электролит, эффективный с точки зрения безопасности. В то время как в современных литий-ионных аккумуляторах используется жидкий электролит, что является одной из причин опасности их вздутия и взрыва при перегреве.

О том, в какие примерные сроки технология гидрид-ионных аккумуляторов может прийти на рынок, японские исследователи не сообщают.