Фосфорні "нанострічки" посилять батареї та сонячні панелі: як вдалося їх зробити

Дослідники з Університетського коледжу Лондона розробили стрічки завтовшки в один атом, які складаються зі сплаву фосфору і миш'яку, які потенційно можуть значно підвищити продуктивність різних пристроїв, включно з батареями, суперконденсаторами та сонячними елементами. Про це повідомляє Sci Tech Daily.

Важливо

Без літію та кобальту: у Швеції створили дешеву, але ефективну батарею нового покоління

Фосфорні нанострічки були виявлені міждисциплінарною групою під керівництвом професора Кріса Говарда. З моменту виділення двовимірних аркушів фосфорену у 2014 році понад 100 теоретичних досліджень передбачили нові цікаві властивості, які можуть виникнути під час виробництва вузьких стрічок з цього матеріалу.

У своїй опублікованій науковій роботі вчені кажуть, що створили свої фосфорні нанострічки ще 2019 року, але матеріали, які містять тільки фосфор, погано проводять електрику, що ускладнює їхнє використання в певних цілях. Тому дослідники після довго пошуку додали до них невелику кількість миш'яку та виявили, що такий варіант здатний проводити електрику за температур вище -140 C, зберігаючи водночас вельми корисні властивості стрічки, що містять тільки фосфор.

Дослідники кажуть, що та ж сама технологія може бути використана для виготовлення сплавів, що поєднують фосфор з іншими елементами, як-от селен або германій. Щоб використовувати як анодний матеріал у літій-іонних або натрій-іонних батареях, фосфорні нанострічки наразі необхідно змішувати з провідним матеріалом, як-от вуглець. Завдяки додаванню миш'яку вугільний наповнювач більше не потрібен і його можна видалити, збільшуючи кількість енергії, яку може зберігати акумулятор, і швидкість, з якою його можна заряджати та розряджати.

Ключовою характеристикою нанострічок є те, що вони також мають надзвичайно високу "рухливість отворів". Ці отвори є протилежними партнерами електронів, тому поліпшення їхньої рухливості (міри швидкості, з якою вони рухаються через матеріал) допомагає електричному струму рухатися більш ефективно.

Раніше Фокус повідомляв, що нові електроліти можуть стати революцією у виробництві батарей. Фізики зробили твердотільний акумулятор з хорошими характеристиками та невисокою собівартістю, що відкриває шлях до впровадження нової технології.