Пробив в съхранението на енергия: Учени преодоляха бариерата при литиево-въздушните батерии

Южнокорейски изследователи разработиха нова технология за катализиране на литиево-въздушни батерии, която може да преодолее основния им недостатък – ниската скорост на реакция и краткия експлоатационен живот. Учените са успели да активират цялата повърхност на двуизмерния материал волфрамов диселенид (WSe₂), който преди това е бил химически инертен.

Теоретично литиево-въздушните батерии могат да имат енергийна плътност десет пъти по-висока от литиево-йонните, което ги прави обещаващи за електромобилите и системите за съхранение на енергия. Тяхното комерсиализиране обаче е възпрепятствано от ограничения брой активни каталитични центрове за кислородни реакции на заряд-разряд.

Изследователи от Института за наука и технологии и Института за напреднали технологии са решили този проблем, като приложиха нова стратегия за контрол на атомните дефекти, пише EurekAlert. Това значително е подобрило ефективността на бързия заряд-разряд.

Платинени атоми са били въведени в структурата на двумерния WSe₂ и са създали свободни места от селенови атоми на повърхността. Вакантните места служат като ключови реакционни центрове: те адсорбират и активират кислородните молекули, като значително ускоряват както реакцията на редукция на кислорода по време на разряда, така и реакцията на освобождаване на кислорода по време на заряда.

По този начин цялата плоскост на материала се превръща в активни центрове без загуба на електропроводимост.

Според изследователите новият подход ще ускори пускането на пазара на мобилни енергийни системи с висока мощност. Освен това той може да бъде приложен не само в литиево-въздушните батерии, но и в електролизата на водата и горивните клетки, където са необходими високоефективни катализатори.