Nauja medžiaga gali patrigubinti ličio jonų baterijų talpą ir prailginti jų tarnavimo laiką

Vienas iš dažniausiai cituojamų susirūpinimų dėl elektromobilių – akumuliatoriaus talpa. Tačiau netrukus dėl to nebereikės sukti galvos. Nauja nanomedžiaga gali patrigubinti ličio jonų baterijų talpą ir prailginti jų tarnavimo laiką.

© NUST/MISIS

Tyrėjai susintetino naują nanomedžiagą, galinčią pakeisti mažo efektyvumo grafitą, kuris šiandien naudojamas ličio jonų baterijose. Ličio jonų baterijos yra įprastuose buitiniuose prietaisuose – nuo išmaniųjų telefonų iki elektrinių transporto priemonių.

Nors pasaulinė ličio jonų baterijų taikymo sritis plečiasi, mokslininkai yra susirūpinę dėl šios technologijos, kurios pagrindinė anodo medžiaga yra grafitas, ribų. Siekdami įveikti grafitui būdingas ribas, mokslininkai iš Nacionalinio mokslų ir technologijų universiteto „MISIS“ (NUST MISIS) pagamino naują anodo medžiagą, galinčią smarkiai padidinti baterijų talpą ir prailginti jų tarnavimo laiką.

„Akytosios nanostruktūrinės mikrosferos, kurių sudėtis Cu_0.4Zn_0.6Fe₂O₄, naudojamos kaip anodo medžiagos suteikia trigubai didesnę talpą nei rinkoje esančios baterijos“, – sakė tyrimo asistentas Evgeny Kolesnikov.

„Be to, tai leidžia 5 kartus padidinti įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičių, palyginti su kitomis perspektyviomis grafito alternatyvomis“, – tinklaraščio įraše pridūrė jis. „Šis patobulinimas pasiekiamas dėl sinerginio efekto su specialios nanostruktūros ir panaudotų elementų sudėties deriniu“.

Galutinė medžiaga buvo susintetinta naudojant vieno etapo procesą – be tarpinių etapų, naudojant purškimo-pirolizės metodą. Mokslininkų teigimu, vandeninis tirpalas, kuriame yra specialių metalų jonų, ultragarsu paverčiamas rūku, o vėliau vanduo išgarinamas, kai pirminės metalų druskos suyra, kai temperatūra siekia 1200 °C.

Tolesnius NUST MISIS sintetintų naujų nanomedžiagų elektrocheminius tyrimus atliko Seulo nacionalinio mokslų ir technologijų universiteto, SRM mokslų ir technologijų instituto (Indijoje) ir Norvegijos mokslų ir technologijų universiteto mokslininkai.

Taigi, žengiame į visiškai elektrinę revoliuciją. Tokie pasiekimai kaip šis, gali padėti sumažinti vartotojų skepticizmą dėl elektromobilių.

Tyrimas publikuotas „Journal of Alloys and Compounds“.