Российские ученые разработали более емкие электроды для аккумуляторов на основе углеводородов
Москва, 24 июн - ИА Neftegaz.RU. Электроды на основе полиароматических углеводородов с добавлением атомов металлов во многих случаях значительно превосходят по емкости и другим ключевым характеристикам традиционные графитовые электроды, используемые в производстве аккумуляторов.
Об этом по результатам исследований сообщила пресс-служба Сколтеха.
По словам профессора Сколтеха А. Квашнина, емкость всех изученных кристаллов полиароматических углеводородов с металлами существенно выше стандартных значений для графита.
Например, при использовании лития, натрия, калия и рубидия этот показатель превышает графитовый аналог в 1,2-1,3 раза.
В случае с магнием и кальцием разница еще больше - емкость увеличивается в 2,3-2,6 раза.
Как пояснили ученые, в современных литий-ионных аккумуляторах аноды чаще всего производят из графита.
Хотя этот материал обладает рядом преимуществ, его емкость ограничена, а для изготовления требуется нагрев исходного сырья до 3 тыс. C.
Это усложняет процесс производства и повышает себестоимость батарей.
Старший научный сотрудник Сколтеха И. Чепкасов отметил, что в последние годы активно исследуются органические материалы, в частности полиароматические углеводороды, которые дешевле и обладают большей емкостью, чем графит.
В новой работе ученые использовали четыре соединения - нафталин, антрацен, тетрацен и пентацен - и внедрили в их молекулярную структуру атомы лития, натрия, кальция, магния, рубидия и калия.
Расчеты показали, что добавление металлов значительно улучшило свойства анодов, особенно их емкость - ключевую характеристику для литиевых аккумуляторов.
Наилучшие результаты продемонстрировали комбинации тетрацена и пентацена с кальцием, литием или натрием.
При этом объем материала практически не изменялся.
Исследователи надеются, что их работа поможет создать эффективную замену графитовым анодам, что снизит стоимость производства аккумуляторов и повысит их емкость и долговечность.
Это откроет путь к разработке более экономичных и производительных решений для хранения электроэнергии.
Об этом по результатам исследований сообщила пресс-служба Сколтеха.
По словам профессора Сколтеха А. Квашнина, емкость всех изученных кристаллов полиароматических углеводородов с металлами существенно выше стандартных значений для графита.
Например, при использовании лития, натрия, калия и рубидия этот показатель превышает графитовый аналог в 1,2-1,3 раза.
В случае с магнием и кальцием разница еще больше - емкость увеличивается в 2,3-2,6 раза.
Как пояснили ученые, в современных литий-ионных аккумуляторах аноды чаще всего производят из графита.
Хотя этот материал обладает рядом преимуществ, его емкость ограничена, а для изготовления требуется нагрев исходного сырья до 3 тыс. C.
Это усложняет процесс производства и повышает себестоимость батарей.
Старший научный сотрудник Сколтеха И. Чепкасов отметил, что в последние годы активно исследуются органические материалы, в частности полиароматические углеводороды, которые дешевле и обладают большей емкостью, чем графит.
В новой работе ученые использовали четыре соединения - нафталин, антрацен, тетрацен и пентацен - и внедрили в их молекулярную структуру атомы лития, натрия, кальция, магния, рубидия и калия.
Расчеты показали, что добавление металлов значительно улучшило свойства анодов, особенно их емкость - ключевую характеристику для литиевых аккумуляторов.
Наилучшие результаты продемонстрировали комбинации тетрацена и пентацена с кальцием, литием или натрием.
При этом объем материала практически не изменялся.
Исследователи надеются, что их работа поможет создать эффективную замену графитовым анодам, что снизит стоимость производства аккумуляторов и повысит их емкость и долговечность.
Это откроет путь к разработке более экономичных и производительных решений для хранения электроэнергии.