Створено речовину, яка прискорює заряджання акумуляторів на рівні атомів (фото)

Учені створили матеріал, здатний вплинути на швидкість заряджання літієвих батарей. Його структура на атомарному рівні стає оптимальнішою в процесі зарядки, внаслідок перенесення іонів літію проходить більш плавно, повідомляє newatlas.com.

Дослідники з Університету штату Айдахо в Бойсі та Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вирішили позбутися "ахіллесової п'яти" сучасних літієвих акумуляторів. Під час заряджання пристроїв іони літію безперешкодно переміщуються від катода до анода. Але якщо процес зарядки прискорити, чого домагається багато виробників, то літій почне накопичуватися на поверхні графітового анода. Унаслідок продуктивність батареї знижується, однак це не найгірше, адже накопичення літію може призвести до таких неприємних наслідків, як коротке замикання, перегрів і загоряння. Команда вчених спробувала усунути цю проблему за допомогою п'ятиокису ніобію.

Атоми п'ятиокису ніобію легко поєднуються в різні за структурою, але стабільні конфігурації, і вчені знайшли досить зручний спосіб зробити це, пише медіа. Вони з'ясували: якщо акумуляторний осередок зарядити і розрядити кілька разів, атоми п'ятиокису ніобію самі собою почнуть вишиковуватися в певну структуру, схожу на куб. Дослідники запевняють, що раніше ніколи не спостерігали такої наноструктури. У своїй роботі вони повідомили, що завдяки цій структурі матеріалу процес перенесення іонів літію до анода під час заряджання проходить без затримок, що допомагає уникнути накопичень. Заряджаючи та розряджаючи батарею протягом 400 циклів на великій швидкості, ємність акумулятора трималася на позначці 225 мА·ч·г-1 при 200 мА·г-1, а показник кулонівської ефективності досягав 99,93%. Учені сподіваються на основі нової речовини розробити інші подібні матеріали для акумуляторів і напівпровідників.

Раніше Фокус інформував про те, що квантові рецептори на основі алмазів здатні підвищити ефективність роботи батарей на 10%.