Новый материал для надежного и скоростного энергонакопления
Фото: scientificrussia.ru
Учёные Сколковского института науки и технологий (Сколтех) совместно с российскими и немецкими коллегами изучили многообещающий класс материалов – координационные полимеры. Исследование убедительно доказало их способность значительно улучшить аккумуляторы: сохранять энергию дольше и заряжаться намного быстрее.
Потенциал малоизученных соединений
Профессор Сколтеха Павел Трошин с командой сосредоточился на координационных полимерах – области, ещё очень мало исследованной для применения в металл-ионных батареях. Эти соединения обладают огромными перспективами для создания устройств хранения энергии, сочетающих рекордную скорость заряда/разряда с выдающейся долговременной стабильностью.
Решение ключевой проблемы скорости
Одно из главных ограничений современных литий-ионных аккумуляторов – время зарядки, часто превышающее час. Особенно актуально это для электромобилей. Проблема в том, что при ускорении зарядки резко падает емкость батареи. Чтобы избежать этого, нужны материалы с превосходной проводимостью как электронов, так и ионов.
Линейные полимеры на основе никеля и меди
Именно такие свойства продемонстрировали новые координационные полимеры, полученные из комбинации органических и металлических компонентов. Группа Трошина при участии учёных Института проблем химической физики РАН, Уральского федерального университета и Университета Кельна выбрала для глубокого анализа линейные никель- и медьсодержащие полимеры (длинные цепочки).
Выдающиеся результаты тестирования и светлое будущее
Хотя исходная электропроводность этих линейных полимеров была ниже, чем у их плоских аналогов, именно они обеспечили феноменальную скорость: аккумуляторы заряжаются и разряжаются менее чем за минуту! Более того, материалы сохраняли отличную стабильность даже при самых высоких скоростях: после 20 тысяч циклов зарядки-разрядки емкость все еще достигала впечатляющих 79% от начальной.
Роман Каляев, один из авторов работы, подчеркнул уникальную гибкость координационных полимеров: "Мы словно работаем с конструктором, где свойства можно легко настраивать. Это открывает огромное поле для новых открытий – нас ждёт множество удивительных результатов!"
