ПОСЛЕЗАВТРА
Новые аккумуляторы сделают электромобили доступнее
В мире растет популярность электромобилей, однако добыча материалов для их аккумуляторов все еще сопряжена с высокими затратами и существенным уроном окружающей среде. Недавние исследования, проведенные в стенах Макгиллского университета (Канада), продемонстрировали возможность использования в литий-ионных аккумуляторах катодных материалов типа неорганизованного хлорида натрия (disordered rock-salt, далее DRX), в которых хаотичная структура расположения атомов обеспечивает более быструю диффузию ионов и лучшую производительность батареи в целом. Такой подход позволит значительно снизить стоимость производства элементов питания, одновременно повысив их экологичность.
Катоды, как известно, являются наиболее дорогостоящим компонентом современных батарей, которые традиционно изготавливают из таких неэкологичных металлов, как кобальт и никель. В качестве дешевой альтернативы может выступать железо, однако до недавнего времени основанные на железе катоды заметно проигрывали по зарядной емкости, что делало их малопригодными для электромобилей. Канадским исследователям удалось победить эту проблему, изготовив DRX-катод на основе железа, получив при этом одну из самых высоких емкостей аккумулятора, возможных при использовании железного катода. Таким образом новый DRX-катод из железа может снизить стоимость литий-ионного аккумулятора на 20%.
В качестве второй альтернативы ученые предложили DRX-катод на основе марганца — металла, обладающего как высокой энергоемкостью при низкой стоимости, так и низкой электропроводностью и структурной неустойчивостью. В этом случае недостатки предложенного материала исследователи решили с помощью многослойных углеродных нанотрубок, что позволило получить рекордный уровень энергетической плотность аккумулятора с марганцевым DRX-катодом.
«Наши результаты откроют огромные перспективы будущему развитию литий-ионных батарей, открывая путь к более доступным и экологичным решениям хранения энергии», — заявил исследователь Джинхюк Ли.