Літієві акумулятори, до побачення: знайдено 5 потужних матеріалів, здатних їх замінити
Технологічний інститут Нью-Джерсі (NJIT, США) повідомив про виявлення нових пористих матеріалів, які є доступною та екологічною альтернативою літій-іонним акумуляторам.
Учені з NJIT впевнені, що матеріали на основі магнію, кальцію, алюмінію і цинку здатні вирішити багато проблем, пов'язаних із роботою літієвих батарей — недовговічність, нагрівання, загоряння, негативний вплив на навколишнє середовище та ін., пише sciencedaily.com.
На відміну від звичайних літій-іонних акумуляторів, які використовують іони літію, що несуть тільки один позитивний заряд, в акумуляторах з багатовалентними іонами використовуються елементи, іони яких несуть два або навіть три позитивних заряди. Це означає, що такі батареї можуть зберігати значно більше енергії. Однак більший розмір і більший електричний заряд багатовалентних іонів ускладнюють їхнє ефективне використання. Цю проблему і вирішили дослідники з NJIT.
Звісно, вчені не могли протестувати мільйони комбінацій матеріалів, тож вони використали ШІ, щоб швидко проаналізувати великий обсяг даних і виявити структури, які дійсно могли б зробити багатовалентні батареї практичними. ШІ допоміг дослідити тисячі нових кристалічних структур, що раніше було неможливо зробити за допомогою традиційних лабораторних експериментів.
У результаті було виявлено п'ять абсолютно нових структур пористих оксидів перехідних металів, відкриті канали яких ідеально підходять для швидкого і безпечного переміщення об'ємних багатовалентних іонів, що є важливим кроком в удосконаленні акумуляторів наступного покоління.
Команда перевірила нові структури, створені за допомогою ШІ, за допомогою квантово-механічного моделювання та випробувань на стабільність, підтвердивши, що матеріали дійсно можна синтезувати експериментально і вони мають великий потенціал для реального застосування.
Вчені впевнені в тому, що розробили масштабований метод дослідження будь-яких передових матеріалів, — від електроніки до рішень у сфері чистої енергії.
Раніше ми повідомляли, цинкові акумулятори замінять літієві, оскільки вони стали ефективнішими на 99%. Дослідники з Сеульського національного університету (Південна Корея) поліпшили продуктивність і стабільність цинк-іонних акумуляторів на водній основі, модифікувавши одну молекулу в електроліті.