Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиПоискОблакоComboВсе проекты

Российские ученые нашли способ улучшить аккумуляторы

Ученые Сколтеха и их коллеги опубликовали статью, в которой описывается органический материал для нового поколения систем хранения энергии.

Устройства для хранения энергии находят все более широкое применение в современном мире, что подчеркивает необходимость внедрения надежных, экономичных и экологически безопасных технологий аккумуляторов, чтобы их было просто создавать и утилизировать. Одно из наиболее перспективных решений этой задачи  аккумуляторы, основанные на органических материалах. Они обладают большой удельной емкостью, долгим сроком службы и способностью к быстрому заряду, но плохо исследованы и требуют дальнейшей разработки.

Для решения этой проблемы исследователи Сколтеха предложили простой редокс-активный полиимид, синтезируемый путем нагрева смеси двух доступных компонентов — ароматического диангидрида и мета-фенилендиамина. Материал показал привлекательные свойства в различных системах хранения энергии, таких как литиевые, натриевые и калиевые аккумуляторы, и имеет такие характеристики:

  • высокая удельная емкостью (до ~140 мАч/г);
  • относительно высокие электрохимические потенциалы;
  • сохранение стабильности при циклировании (до 1000 циклов);
  • способность к быстрому заряду (менее чем за 1 минуту).
Фото: ACS Applied Energy Materials

«Главные преимущества нового материала — дешевизна, простота получения и переработки, а также нулевое содержание редких и небезопасных элементов, — уточняет представитель Сколтеха в разговоре с Hi-Tech Mail.ru. — Хотя по энергоемкости предложенный полимер уступает материалам, используемым в аккумуляторах смартфонов, он может быть привлекательным для применения в недорогих аккумуляторах, для которых вопрос компактности стоит не так остро. Это могут быть устройства для стационарного хранения энергии, например, от солнечных батарей или ветряков».

По показателям удельной энергоемкости и мощности материал превзошел ранее исследованный изомер  пара-фенилендиамин. С участием специалистов Института проблем химической физики РАН было показано, что улучшение свойств объясняется двумя причинами. Во-первых, новый материал имеет меньший размер частиц и заметно более высокую удельную площадь поверхности, что облегчает процесс диффузии носителей заряда. Во-вторых, пространственное расположение соседних имидных звеньев в полимере обеспечивает более энергетически выгодное взаимодействие с ионами металлов, что приводит к повышению потенциалов.

Посмотрите на лучшие технические изобретения 2020 года по версии Time:

Это тоже интересно:

Хотите получать новости по теме?
Обзоры новинок
Подробности о главных премьерах
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Подпишитесь на нас