Российские учёные нашли дешёвую замену графиту в аккумуляторах

Команда из «Сколковского института науки и технологий» предложила новый подход к производству анодов для аккумуляторов. Вместо дорогого графита используются полиароматические углеводороды с добавлением металлических атомов. Исследование может повлиять на рынок хранения энергии и сделать батареи доступнее.

Команда учёных из «Сколковского института науки и технологий» представила результаты исследования, которые могут изменить представление о производстве аккумуляторов. Специалисты разработали альтернативу традиционным графитовым анодам, используя органические материалы — полиароматические углеводороды (ПАУ), дополненные атомами различных металлов.

Графит традиционно применяется в производстве анодов благодаря устойчивости и доступности. Однако у этого материала есть ограничение: низкая удельная ёмкость и высокая энергоёмкость производства. Температура термообработки графита превышает 3000 °C, что удорожает конечный продукт и снижает его экологичность.

В новом подходе сколковские химики обратились к четырём типам ПАУ: нафталину, антрацену, тетрацену и пентацену. В межмолекулярное пространство этих веществ внедрялись атомы лития, натрия, кальция, магния, рубидия и калия. Результаты показали, что такие органо-металлические структуры не только обладают высокой стабильностью, но и способны обеспечивать удельную ёмкость, превосходящую графит.

По словам старшего научного сотрудника Сколтеха Ильи Чепкасова, тетрацен и пентацен, модифицированные атомами кальция, лития и натрия, показали наилучшие характеристики при моделировании и экспериментальном тестировании. Эти соединения оказались устойчивыми, легко интегрируемыми в структуру батарей и потенциально пригодными для массового производства.

Исследование подтверждает растущий интерес учёных к органическим компонентам в электрохимических устройствах. Они легче, дешевле и проще в переработке. Успешная реализация таких решений может существенно повлиять на рынок хранения энергии, где цена и экологическая нагрузка играют всё большую роль.

Изнанка:

Попытки заменить графит в аккумуляторах велись давно, но именно сейчас органические аноды начинают выходить из лабораторий в инженерные прототипы. Снижение стоимости аккумуляторов за счёт упрощения сырьевой базы может изменить правила игры — особенно на фоне растущей зависимости от литиевых и графитовых поставок из ограниченного числа стран. Сколковская разработка демонстрирует: Россия готова предлагать решения, основанные не на сырье, а на науке. А значит, в цепочке энергетической независимости появляется ещё одно звено — технологическое.

Фото: Соцсети.

Читайте, ставьте лайки, следите за обновлениями в наших социальных сетях и присылайте свои материалы в редакцию.

ИЗНАНКА — другая сторона событий.