Понимание обратимого электроосаждения алюминия в недорогих расплавах, жидких при комнатной температуре

Алюминий является наиболее распространённым в земной коре металлом, трёхвалентен и инертен на воздухе; кроме того, при комнатной температуре его плотность примерно в пять раз выше плотности лития, что делает его привлекательным для экономичного длительного хранения энергии в аккумуляторах. В данной работе исследуются структурные требования, а также физико-химические и транспортные свойства электролитов на основе ионных жидкостей (ИЖ), которые, как предполагается, обеспечивают высокую обратимость анодов алюминиевых аккумуляторов. Показано, что специально разработанные недорогие аналоги ионных жидкостей, включая расплавы на основе аммония, обеспечивают обратимость алюминиевого анода, сопоставимую с таковой для современных расплавов ионных жидкостей на основе имидазолия. Для уравновешивания эффектов кислотности Льюиса, необходимой для непрерывного травления естественного слоя Al2O3 и формирования стабильной межфазной прослойки твёрдый электролит–электрод на алюминии, требуется критическое соотношение сольватированных ионных форм алюминия. Полученные результаты открывают новые возможности для разработки простых и экономичных алюминиевых аккумуляторов, работающих при комнатной температуре и обеспечивающих длительное хранение электрической энергии.