В России разработали эффективную замену литий-ионным аккумуляторам
Стремительное развитие производства электромобилей и мобильных высокотехнологичных устройств требует огромного количества аккумуляторных батарей. В настоящее время это литий-ионные аккумуляторы, имеющие ряд существенных недостатков: ограниченную скорость отдачи и накопления энергии и высокую стоимость неорганического материала – лития. Уже в ближайшие годы промышленность может начать ощущать дефицит лития, запасы которого на планете Земля ограничены.
Альтернативой литий-ионным аккумуляторам могут стать органические калий-ионные батареи, обладающие высокой мощностью, емкостью и сохраняющие характеристики даже после многочисленных циклов зарядки-разрядки. Однако калиевые батареи также имеют некоторые недостатки, над устранением которых ученые всего мира уже работают несколько лет.
Российские ученые из Института проблем химической физики РАН, Уральского федерального университета и Уральского отделения РАН, Центра энергетических наук и технологий Сколтеха в сотрудничестве с представителями Силезского технологического университета (Гливице, Польша) разработали органический электродный материал октагидрокситетраазапентацендион (OHTAPQ), предназначенный для анода калиевых батарей с высокой емкостью.
Новые материалы позволяют создавать высокопроизводительные и стабильные аккумуляторы с большим количеством циклов зарядки-разрядки. В ходе тестирования электродов на базе OHTAPQ была достигнута стабильная работа на протяжении 1200 циклов, что позволит использовать новый материал в сверхбыстрых калий-ионных батареях для любых устройств.
Будущие органические аккумуляторы способны составить достойную конкуренцию литий-ионным батареям. При сохранении высокой скорости передачи энергии такие аккумуляторы будут значительно легче традиционных батарей на базе лития. Это позволит, например, увеличить автономный пробег автомобилей и повысить время автономной работы смартфонов при сохранении их габаритов.