Акумулятори зберігатимуть в рази більше енергії завдяки одиному елементу: про що йдеться

Дослідник продемонстрував, як кремній може значно підвищити продуктивність акумулятора з використанням екологічно безпечної обробки. Про це пише Tech Xplore.

Як пояснюють у виданні, з 1990-х стандартним анодним матеріалом для літій-іонних акумуляторів був графіт, але він має обмежену ємність. Кремній може зберігати до десяти разів більше заряду на грам, проте його практичне використання було обмеженим через схильність до розтріскування та втрати продуктивності вже після кількох циклів заряджання.

Щоб розв’язати цю проблему, Алі Або Хамад розробив екологічно чистий метод створення пористих частинок кремнію, що дозволяє їм розширюватися та стискатися без руйнування. Замість використання небезпечних кислот, що містять фторид водню, він використав поширене добриво — сечовину.

"Сечовина дозволяє нам робити кремній пористим за допомогою простого, недорогого та безпечного процесу. Саме це робить можливим використання кремнію в практичних батареях", — пояснив автор дослідження.

За словами вченого, отриманий пористий кремній можна змішувати з графітом для формування композитних електродів. Випробування показали, електроди, що містять 10–20% пористого кремнію, забезпечують ємність у два-три рази вищу, ніж чистий графіт, зберігаючи при цьому набагато більшу стабільність, ніж необроблений кремній.

"Навіть невелика кількість кремнію може подвоїти ємність акумулятора. Моя довгострокова мета — зрозуміти, як пористість впливає на стабільність, і зрештою повністю замінити графіт кремнієм", — сказав Алі Або Хамад.

Нагадаємо, вчені з Національного інституту матеріалознавства Японії (NIMS) і компанії Toyo Tanso розробили новий вуглецевий електрод, який може підвищити продуктивність літій-повітряних акумуляторів.

Фокус також повідомляв, що дослідники Західного університету Онтаріо в Канаді розробили нову конструкцію твердотільного акумулятора, яка допоможе створити дешевші, безпечніші та більш стійкі системи зберігання енергії.