Исследователи показали, что новый набор недавно обнаруженных материалов может быстро заряжать батареи, повысить вероятность того, что смартфоны будут полностью заряжаться за считанные минуты, и ускорить инвестиции в чистые технологии, такие как электрические транспортные средства и солнечная энергия. применение.
Скорость, с которой заряжается батарея, частично зависит от скорости, с которой положительно заряженные частицы (называемые ионами лития) движутся к отрицательному электроду, а положительные частицы затем хранятся на отрицательном электроде. Один из основных факторов, ограничивающий нашу способность производить быстро заряжающуюся «супер» батарею, Скорость движения ионов лития в керамических средах.
Одним из возможных решений является использование наночастиц для усадки каждого материала, но стоимость наночастиц очень дорога, а производственный процесс является сложным, поэтому ученые всегда ищут альтернативные материалы, чтобы обойти эту проблему.
В настоящее время исследователи из Кембриджского университета идентифицировали группу материалов, называемых «оксид вольфрама тантала», через которые ионы лития можно перемещать с очень высокой скоростью, что означает, что батареи можно быстро заряжать.
Исследование, опубликованное в Nature, его первый автор, Кент Гриффит, сказал: «Вольфрамовый оксид существенно отличается». Этот материал был впервые обнаружен в 1965 году, имеет жесткую открытую структуру и имеет больше, чем другие. Общие клеточные материалы для больших размеров частиц.
Чтобы измерить движение ионов лития в этих необычных средах, исследователи использовали методы, аналогичные тем, которые были найдены в МРТ-сканерах. Они обнаружили, что ионы лития движутся в сотни раз быстрее в этих материалах, чем традиционные керамические электродные материалы. ,
Другим преимуществом этих альтернативных материалов является то, что они дешевы и просты в изготовлении. Гриффит говорит: «Эти оксиды просты в изготовлении и не требуют дополнительных химикатов или растворителей».
Оптимизированные батареи могут революционировать две экологические технологии электромобилей и хранения солнечной сети.
Согласно Клэр Грей, автору исследования, следующим шагом является оптимизация использования этого материала во всей батарее. Батарея может быть переработана в течение времени и миль, необходимых для электромобилей. Клэр добавила: «Например, Говорят, что люди могут быстро заряжать электрические автобусы на станции.
Хотя Дэн Бретт, профессор электрохимической инженерии Лондонского колледжа Лондона, не участвовал в работе, он все еще выразил большую признательность за открытие: «Это открытие является захватывающим, особенно его улучшение в производительности батареи», Он сказал: «Настоящая умница в этой работе заключается в том, что вы можете получить представление о механизме измерения, который измеряет скорость движения ионов лития через этот материал».
Бретт добавил: «Технология будет еще больше оптимизировать эти материалы, поэтому мы можем ожидать, что в будущем« энергия »батареи, энергия и долговечность будут улучшены».
