Создан новый полимерный катодный материал для быстрозаряжаемых металл-ионных аккумуляторов

За последние несколько десятков лет уровень мирового потребления энергии значительно вырос, и это связано со многими факторами - ростом населения, индустриализацией, стремительным развитием бытовой техники, мобильных устройств и электромобилей. В таких условиях возникает острая потребность в совершенствовании технологий и устройств электрохимического хранения энергии. И хотя литий-ионные аккумуляторы на основе неорганических материалов (оксидов, фосфатов и т.п.) занимают доминирующее положение на рынке, дальнейшее усовершенствование их рабочих характеристик затруднительно, так как в их составе используются тяжелые элементы, ограничивающие удельные электрохимические емкости материалов.

Возможным решение данной проблемы может стать применение в качестве катодных материалов органических соединений на основе легких элементов. Высокая удельная энергоемкость, высокие скорости заряда/разряда, а также устойчивость к механическим деформациям - одни из немногих их преимуществ, которые можно сразу назвать. Еще одним важным преимуществом является их экологичность, поскольку органические материалы содержат в себе только типичные для живой природы элементы (C, H, N, O, S) и, как следствие, могут производиться целиком на основе возобновляемых ресурсов. В отсутствие тяжелых металлов, переработка органических аккумуляторов может быть произведена теми же методами, что и для обычного бытового (например, пищевого) пластика. Более того, использование органических катодов позволяет полностью отказаться от использования дорогостоящих соединений лития, заменив их на дешевые соли натрия и калия.

Подобный новый материал на основе соединения полифениламинового ряда – одного из наиболее перспективных классов органических катодных материалов для металл-ионных аккумуляторов – удалось создать исследователям под руководством профессора Сколтеха Павла Трошина. Данный проект является очень перспективным, а его последующее развитие может привести к созданию нового поколения аккумуляторных материалов, обладающих ещё большей емкостью и высокой скоростью заряда.

По материалам Skoltech Communications
www.skoltech.ru