Необходимость перехода к устойчивым решениям на рынке хранения энергии ведет к постепенному отказу от традиционных литий-ионных аккумуляторов в пользу новых технологий, среди которых перспективными выглядят калий-ионные батареи. Несмотря на преимущества доступности сырья и потенциала для уменьшения себестоимости, их массовое применение пока сдерживается техническими сложностями, связанными с недостаточностью оптимизации компонентов и отсутствием надежных электролитных решений, говорится на сайте Российской академии наук.
Особое внимание уделяется разработке безопасных и прочных гелевых полимерных электролитов, обеспечивающих отличную проводимость и стабильность конструкции. Хотя в литий-ионных аккумуляторах успешно применяются гель-полимеры, формирующиеся в результате реакций полимеризации, инициируемых растворимыми соединениями, подобные методы неэффективны для калий-ионных элементов, так как применяемый в них катализатор KPF6 не способен вызвать необходимую химическую реакцию.
В новом исследовании специалистов ФИЦ ПХФ и МХ РАН предлагается инновационное решение, заключающееся в использовании нового компонента — NOPF6, способствующего активации процесса полимеризации диизоксолана (DOL) непосредственно в ячейке батареи, что обеспечивает образование геля-электролита в ходе эксплуатации устройства. Эксперимент подтвердил возможность создания первых образцов калий-ионных аккумуляторов с использованием гелевого полимерного электролита на основе DOL, что привело к улучшению цикличности заряда-разряда.
Помимо этого, отечественные специалисты провели исследование механизма полимеризации методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии (GC-MS). Они выявили важные промежуточные продукты и процессы стабилизации оксониевых соединений, а также определили природу функциональных групп в молекулярных цепочках полимера. Такие научные открытия и предложенная технология саморегуляции плотности электролита открывают путь к созданию высококачественных гелевых электролитов не только для калий-ионных батарей, но и для других энергоносителей.
Достижение российских специалистов знаменует значительный прогресс в создании более безопасных, долговечных и экономически выгодных аккумуляторных систем, которые смогут стать основой экологически чистого и надежного энергоснабжения будущего.
Ранее в России представили новую технологию беспроводной зарядки. Подробнее о ней написано в другом материале Hi-Tech Mail.
