Литиевые аккумуляторы, до свидания: найдены 5 мощных материалов, способных их заменить
Технологический институт Нью-Джерси (NJIT, США) сообщил об обнаружении новых пористых материалов, которые являются доступной и экологичной альтернативой литий-ионным аккумуляторам.
Ученые из NJIT уверены, что материалы на основе магния, кальция, алюминия и цинка способны решить многие проблемы, связанные с работой литиевых батарей — недолговечность, нагрев, возгорание, негативное влияние на окружающую среду и пр., пишет sciencedaily.com.
В отличие от обычных литий-ионных аккумуляторов, которые используют ионы лития, несущие только один положительный заряд, в аккумуляторах с многовалентными ионами используются элементы, ионы которых несут два или даже три положительных заряда. Это означает, что такие батареи могут хранить значительно больше энергии. Однако больший размер и больший электрический заряд многовалентных ионов затрудняют их эффективное использование. Эту проблему и решили исследователи из NJIT.
Конечно, ученые не могли протестировать миллионы комбинаций материалов, поэтому они использовали ИИ, чтобы быстро проанализировать большой объем данных и выявить структуры, которые действительно могли бы сделать многовалентные батареи практичными. ИИ помог исследовать тысячи новых кристаллических структур, что ранее было невозможно сделать с помощью традиционных лабораторных экспериментов.
В результате было обнаружено пять совершенно новых структур пористых оксидов переходных металлов, открытые каналы которых идеально подходят для быстрого и безопасного перемещения объемных многовалентных ионов, что является важным шагом в усовершенствовании аккумуляторов следующего поколения.
Команда проверила новые структуры, созданные с помощью ИИ, с помощью квантово-механического моделирования и испытаний на стабильность, подтвердив, что материалы действительно могут быть синтезированы экспериментально и обладают большим потенциалом для реального применения.
Ученые уверены в том, что разработали масштабируемый метод исследования любых передовых материалов, — от электроники до решений в области чистой энергии.
Ранее мы сообщали, цинковые аккумуляторы заменят литиевые, так как они стали эффективнее на 99%. Исследователи из Сеульского национального университета (Южная Корея) улучшили производительность и стабильность цинк-ионных аккумуляторов на водной основе, модифицировав одну молекулу в электролите.