Нашли замену графиту: батареи станут мощнее и дешевле — проверка российских учёных
Что, если вместо дорогого графита в аккумуляторах использовать дешевый и более эффективный материал? Российские учёные нашли именно такое решение, которое может серьёзно повлиять на будущее накопителей энергии.
Почему графит больше не идеален
Сегодня аноды большинства литий-ионных аккумуляторов делают из графита. Он стабилен и относительно надёжен. Но есть проблема — его емкость ограничена, а для производства требуется высокая температура, около 3000 °C. Это делает процесс дорогим и энергозатратным.
Новый кандидат: полиароматические углеводороды
Учёные из "Сколтеха" исследовали органические материалы — полиароматические углеводороды (ПАУ), такие как нафталин, антрацен, тетрацен и пентацен. Они дешевле и потенциально эффективнее графита.
Старший научный сотрудник Илья Чепкасов объясняет:
"Последние несколько лет учёные активно смотрят в сторону органических анодов. В нашей новой работе мы встроили в ПАУ атомы лития, натрия, кальция, магния, рубидия и калия".
Удивительные результаты
В ходе моделирования выяснилось: емкость новых анодов с металлами на базе ПАУ в 1,2-1,3 раза выше, чем у графита. А с добавлением магния и кальция — уже в 2,3-2,6 раза.
Профессор Александр Квашнин подчёркивает:
"Емкость всех изученных кристаллов ПАУ с металлами значительно превосходит стандартные значения для графита".
Наибольшую эффективность показали комбинации тетрацена или пентацена с кальцием, литием или натрием. При этом объём материала практически не менялся, что особенно важно для стабильности аккумуляторов.
Что это значит для будущего
Если технология получит развитие, можно будет создавать батареи:
- С большей емкостью.
- По сниженной себестоимости.
С экологичными органическими компонентами.
Исследователи уверены: их находка может стать ключом к новым, более эффективным и доступным решениям хранения энергии.
Уточнения
Графи́т (от др.-греч. γράφω "записывать, писать") — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода.