Создано вещество, которое ускоряет зарядку аккумуляторов на уровне атомов (фото)

Ученые создали материал, способный повлиять на скорость зарядки литиевых батарей. Его структура на атомарном уровне становится более оптимальной в процессе зарядки, в итоге перенос ионов лития проходит более плавно, сообщает newatlas.com.

Исследователи из Университета штата Айдахо в Бойсе и Калифорнийского университета в Сан-Диего решили избавиться от "ахиллесовой пяты" современных литиевых аккумуляторов. Во время зарядки устройств ионы лития беспрепятственно перемещаются от катода к аноду. Но если процесс зарядки ускорить, чего добиваются многие производители, то литий начнет накапливаться на поверхности графитового анода. В результате производительность батареи понижается, однако это не самое худшее, ведь накопление лития может привести к таким неприятным последствиям, как короткое замыкание, перегрев и возгорание. Команда ученых попыталась устранить эту проблему с помощью пятиокиси ниобия.

Атомы пятиокиси ниобия легко объединяются в различные по структуре, но стабильные конфигурации, и ученые нашли довольно удобный способ сделать это, пишет медиа. Они обнаружили: если аккумуляторную ячейку зарядить и разрядить несколько раз, атомы пятиокиси ниобия сами собой начнут выстраиваться в определенную структуру, похожую на куб. Исследователи уверяют, что ранее никогда не наблюдали такую наноструктуру. В своей работе они сообщили, что благодаря данной структуре материала процесс переноса ионов лития к аноду во время зарядки проходит без каких-либо задержек, что помогает избежать накоплений. Заряжая и разряжая батарею в течение 400 циклов на большой скорости, емкость аккумулятора держалась на отметке 225 мА·ч·г- 1 при 200 мА·г- 1, а показатель кулоновской эффективности достигал 99,93%. Ученые надеются на основе нового вещества разработать другие подобные материалы для аккумуляторов и полупроводников.

Ранее Фокус информировал о том, что квантовые сенсоры на основе алмазов способны повысить эффективность работы батарей на 10%.