Дешевый материал может кардинально улучшить скорость зарядки аккумулятора, утверждают ученые

Недавно выявили группу материалов может помочь зарядить батарею быстрее, повышая возможности смартфонов, которые полностью зарядить в течение нескольких минут и ускорения принятия важных чистые технологии, такие как электромобили и солнечная энергия, говорят исследователи.

Скорость, с которой аккумулятор можно заряжать отчасти зависит от курса, при котором положительно заряженные частицы, называемые ионами лития, можете двигаться к отрицательно заряженному электроду, где они хранятся. Сдерживающим фактором в принятии “супер” батареи, которые быстро зарядить это скорость, с которой ионы лития мигрируют, как правило, на основе керамических материалов.

Одним из возможных решений является сделать все гораздо меньше, делая аккумуляторы с наночастицами. Но наночастицы дорого и сложно сделать и поэтому ученые давно ищут альтернативные материалы, чтобы обойти эту проблему.

Теперь, исследователи из Кембриджского университета выявили группу материалов, называемых оксидов ниобия вольфрама, через который ионы лития могут перемещаться по удивительно высокой цене, что означает гораздо более быструю зарядку батареи.

“Оксиды ниобия вольфрама принципиально отличаются”, - сказал Кент Гриффит, первый автор на изучении, опубликованном в журнале Nature. Впервые обнаружен в 1965 году, эти материалы имеют жесткую, открытую структуру и большие размеры частиц, чем многие другие материалы, обычно используемые в батареях.

Для того чтобы измерить движение ионов лития через эти необычные материалы, ученые использовали технологию, аналогичную тем, которые имеются в томограф. Они обнаружили, что ионы лития движутся через свои испытания материалов в сотни раз быстрее, чем с помощью обычных керамических электродных материалов.

Еще одно преимущество этих альтернативных материалов является то, что они дешевы и легко сделать. “Эти окислы легко сделать и не требуют дополнительных химических веществ или растворителей”, - сказал Гриффит.

Электрические машины и сетка-шкала для хранения солнечной энергии два экологически чистых технологий, которые могут быть управляется лучше аккумуляторы.

Клэр Грей, профессор материалами химию в Кембриджском университете и старший автор на бумаге, сказал, что следующий шаг будет заключаться в оптимизации использования этого материала в полной зарядке батареи, которые можно переключать по времени и продолжительности, необходимой для электромобилей. “Например, электрические автобусы, где вам может понадобиться, чтобы зарядить автобус очень быстро на автобусной остановке”, - добавила она.

“Это открытие очень интересно с точки зрения того, что он делает для производительности батареи,” сказал Дэн Брэтт, профессор электрохимической инженерии Университетского колледжа Лондона, который не принимал участия в работе. “Очень умную вещь по поводу работы является анализ механизма и возможность измерения как быстро ионы лития путешествие через материал”.

Добавил Бретт: “этот метод позволит также эти материалы должны быть дополнительно оптимизированы, поэтому мы можем с нетерпением ждем будущих улучшений в [батарея] сила, энергия и жизнь”.

Категория: Автотехнический раздел