Исследование, опубликованное в журнале Американского химического общества, демонстрирует новый способ сделать углеродсодержащие материалы для батарей гораздо более безопасными, долговечными и мощными за счет принципиального изменения способа соединения молекул фуллерена.
Современные литий-ионные батареи в основном используют графит, что ограничивает скорость быстрой зарядки и создает риски для безопасности из-за осаждения лития. Результаты этих исследований означают прогресс в направлении создания более безопасных электромобилей, более долговечной бытовой электроники и более надежных систем хранения возобновляемой энергии.
Как повысить стабильность фуллеренов
Фуллерен — уникальная молекула, которая хорошо подходит для множества потенциальных применений. Однако низкая стабильность является проблемой, препятствующей его использованию в батареях.
Группа исследователей из Университета Тохоку создала ковалентно связанную фуллереновую структуру (Mg₄C₆₀ ) , которая демонстрирует, что углерод может хранить литий совершенно иным и гораздо более стабильным способом, избегая структурного разрушения и предотвращая потерю активного материала, что долгое время препятствовало созданию фуллереновых анодов.
Этот прорыв закладывает основу для разработки материалов для батарей следующего поколения , которые обеспечат более безопасную быструю зарядку, более высокую плотность энергии и более длительный срок службы.
Следующие шаги в области инноваций в сфере аккумуляторных батарей
«Наши следующие шаги — расширить эту стратегию ковалентного связывания на более широкий спектр фуллереновых и углеродных каркасов с целью создания семейства стабильных высокоемкостных анодных материалов, пригодных для быстрозаряжаемых батарей», — говорит заслуженный профессор Хао Ли (Институт передовых исследований материалов (WPI-AIMR)).
Дальнейшие шаги будут включать сотрудничество с отраслевыми партнерами для оценки масштабируемости этих материалов и их интеграции в практические форматы элементов питания. Понимание того, как достичь практического применения в реальных условиях, является важнейшим шагом, который, как мы надеемся, приведет к будущему эффективных, экологически чистых энергетических технологий.
