Аккумуляторы будущего

Новый материал Исследователи из Университета Вандербильта решили проблему короткого срока эксплуатации нанокристаллических аккумуляторных батарей, способных заряжаться за 30 секунд. Они предложили изготавливать их из дисульфида железа, сообщается на сайте учебного заведения.

По словам авторов исследования Кэри Пинт (Cary Pint) и Анны Дуглас (Anna Douglas), их интерес к пириту (дисульфиду железа) был обусловлен тем, что этот минерал в избытке находится на поверхности Земли. Этот минерал является побочным продуктом в производстве угля. И он настолько дешевый, что его используют в одноразовых литиевых батарейках, которые выбрасываются после использования.

Короткий срок эксплуатации

«Ранее исследователи продемонстрировали наноматериалы, способные существенно улучшить свойства батарей. Но есть и обратная сторона. Дело в том, что если использовать в батареях слишком маленькие частицы, размером менее 10 нм, они вступают в реакцию с электролитом. По этой причине такие батареи можно перезарядить всего лишь несколько раз, что делает их неподходящими для коммерческого использования», — пояснила Пинт.

Свойство нового материала

Исследователи обнаружили, что частицы дисульфида железа имеют интересное свойство — они меняют форму для сохранения энергии. «Представьте торт. Литий или натрий в традиционных аккумуляторных батареях, использующихся сегодня, это как ломтики шоколада, которые вы можете воткнуть в торт и вынуть обратно, и они останутся нетронутыми. В нашем же эксперименте при помещении в «торт» дисульфида железа он принимает форму торта», — рассказала Пинт. В результате ограничение, связанное с тем, что частицы слишком малы, больше не имеет места.

Исследователи убеждены, что понимание химических реакций, протекающих при накоплении заряда, и как эти реакции зависят от размеров частиц, позволят разработать аккумуляторы нового поколения, которые можно будет эксплуатировать в повседневной жизни, например, в электромобилях и смартфонах.

Важный шаг на пути к батареям будущего

«Создание аккумуляторов будущего поколения, способных заряжаться за секунды и обеспечивать технику энергией в течение нескольких суток, зависит не только от технологии, но и от нашей способности самостоятельно создавать наноструктуры, способные выдерживать десятки тысяч циклов перезарядки, — подытожила Пинт. — Мы делали важный шаг в этом направлении».