Фосфорные "наноленты" усилят батареи и солнечные панели: как удалось их сделать

Исследователи из Университетского колледжа Лондона разработали ленты толщиной в один атом состоящие из сплава фосфора и мышьяка, которые потенциально могут значительно повысить производительность различных устройств, включая батареи, суперконденсаторы и солнечные элементы. Об этом сообщает Sci Tech Daily.

Важно

Без лития и кобальта: в Швеции создали дешевую, но эффективную батарею нового поколения

Фосфорные наноленты были обнаружены междисциплинарной группой под руководством профессора Криса Ховарда. С момента выделения двумерных листов фосфорена в 2014 году более 100 теоретических исследований предсказали новые интересные свойства, которые могут возникнуть при производстве узких лент из этого материала.

В своей опубликованной научной работе ученые говорят, что создали свои фосфорные наноленты еще в 2019 году, но материалы, содержащие только фосфор, плохо проводят электричество, что затрудняет их использование в определенных целях. Поэтому исследователи после долго поиска добавили к ним небольшое количество мышьяка и обнаружили, что такой вариант способен проводить электричество при температурах выше -140 C, сохраняя при этом весьма полезные свойства ленты, содержащие только фосфор.

Исследователи говорят, что та же самая технология может быть использована для изготовления сплавов, сочетающих фосфор с другими элементами, такими как селен или германий. Чтобы использовать в качестве анодного материала в литий-ионных или натрий-ионных батареях, фосфорные наноленты в настоящее время необходимо смешивать с проводящим материалом, таким как углерод. Благодаря добавлению мышьяка угольный наполнитель больше не нужен и его можно удалить, увеличивая количество энергии, которую может хранить аккумулятор, и скорость, с которой его можно заряжать и разряжать.

Ключевой характеристикой нанолент является то, что они также обладают чрезвычайно высокой "подвижностью отверстий". Эти отверстия являются противоположными партнерами электронов, поэтому улучшение их подвижности (меры скорости, с которой они движутся через материал) помогает электрическому току двигаться более эффективно.

Ранее Фокус сообщал, что новые электролиты могут стать революцией в производстве батарей. Физики сделали твердотельный аккумулятор с хорошими характеристиками и невысокой себестоимостью, что открывает путь к внедрению новой технологии.