Екип от химици е открил нов клас материали, които ще спомогнат за ускоряване на разработването на многовалентни метално-йонни батерии. За разлика от литиево-йонните батерии, новите устройства за съхранение на енергия ще бъдат по-безопасни за използване и много по-евтини.
Вместо дефицитен литий, те ще използват съединения на магнезий, цинк и дори алуминий.
Ръководител на проекта е Артьом Кабанов, доктор на физико-математическите науки, старши изследовател в Международния изследователски център по теоретично материалознание (IRCTSM) към Самарския държавен технически университет (СамСТУ). Освен изследователи от СамСТУ, в проекта са участвали и учени от Руската академия на науките (Москва), Самарския държавен медицински университети Фрайбургската минна академия в Германия. Изследването им е публикувано в списанието Physical Chemistry Chemical Physics.
Използването на магнезиеви, цинкови или алуминиеви-йонни съединения като алтернатива на лития би довело до сериозно намаляване на единичната цена за съхранение на енергия. Това би насърчило развитието както на електрическия транспорт, така и на възобновяемата енергия. Но досега разработването на метало-йонни батерии е възпрепятствано от липсата на ключови елементи за такива батерии. Това са електродите и електролитите с висока йонна проводимост. Групата на Кабанов търси именно такива обещаващи съединения.
Учените от СамСТУ заедно с колегите си анализират над 1500 хиляди химични съединения. Изследваните материали са преминали през система от теоретични филтри на принципа „от простото към сложното“. За всяко съединение химиците изчислили характеристиките на свободното кристално пространство, енергията на активиране на йонната дифузия, коефициента на дифузия и проводимостта.
В резултат на това те избрали 16 съединения, които могат да бъдат ефективни йонни проводници.
Сред избраните съединения те идентифицираха нов клас кристални материали, които имат особено висока катионна проводимост. Тези вещества принадлежат към структурния клас La3CuSiS7, а тяхната йонна проводимост е от 10 до 100 пъти по-висока от аналозите.
„Нашите резултати ще помогнат за ускоряване на разработването на батерии от следващо поколение. Използвайки теоретични методи, успяхме да открием нови перспективни материали. Следващата ни цел е да синтезираме и експериментално да потвърдим характеристиките на намерените вещества, след което може да се сглоби прототип на батерия.“
казват изследователите
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
