Південнокорейські науковці розробили технологію, яка може допомогти створювати компактніші та легші акумулятори для електромобілів без втрати запасу енергії. Для цього дослідники фактично змінили поверхню, на якій накопичується літій
Фото: magnific.com
Про розробку 22 вересня повідомив Корейський інститут передових технологій KAIST. Над проєктом також працювали фахівці Університету Кьонпук та Національного центру нанотехнологій Південної Кореї.
В основі технології — так звані безанодні літій-металеві батареї. У звичайних літійіонних акумуляторах для зберігання літію використовують, зокрема, графітовий анод. У безанодній конструкції окремого матеріалу для анода немає: під час заряджання літій осідає безпосередньо на тонкій мідній підкладці.
Це дозволяє заощадити місце і зменшити масу батареї, а отже, теоретично помістити більше енергії в акумулятор того самого розміру.
Проблема виникає після багаторазових циклів заряджання. Літій може осідати на міді нерівномірно й утворювати гострі розгалужені структури — дендрити. Через це батарея швидше деградує, а її стабільність погіршується. Саме ця проблема досі суттєво стримує практичне використання безанодних акумуляторів.
Читайте також: Учені з’ясували, коли Земля може втратити кисень
Команда KAIST вирішила змінити саму мідну поверхню. За допомогою технології, яку застосовують у виробництві напівпровідників, учені створили на ній мережу мікроскопічних трубок діаметром близько 300 нанометрів і висотою приблизно 150 нанометрів.
У результаті площа поверхні, на яку може осідати літій, збільшилася приблизно вчетверо. Літій розподіляється рівномірніше й менше концентрується в окремих точках.
Додатково мідь покрили шаром матеріалу MXene завтовшки лише близько 10 нанометрів. Він допомагає формувати захисний шар, багатий на фторид літію. Такий бар’єр зменшує небажані реакції між літієм та електролітом і стримує утворення дендритів.
Важливо, що для цього дослідникам не довелося додавати великий запас літію або товсті захисні покриття, які знову зробили б батарею важчою. Результати роботи опубліковані в журналі Advanced Functional Materials.
Поки йдеться про лабораторну технологію, а не про готовий акумулятор для серійних електромобілів. Однак дослідники вважають, що підхід може наблизити комерціалізацію безанодних батарей із високою щільністю енергії.
На думку редакції PSM, головна перевага цієї роботи полягає не лише у збільшенні ресурсу батареї. Якщо безанодні конструкції вдасться масштабувати для масового виробництва, виробники електромобілів потенційно зможуть отримати більшу місткість без постійного збільшення розмірів і ваги акумуляторних блоків.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Вчені створили «летючий компас», який може знайти темну матерію
Дослідники знайшли новий спосіб опріснювати морську воду
Науковці створили надлегкий матеріал, який майже неможливо розрізати
Джерело: KAIST News Center.
Telegram 
Viber 
