Рано ли поздно литиево-ионные аккумуляторы придётся чем-то заменять. С учётом взрывного роста потребностей аккумулирующих ресурсов в «зелёной» энергетике и в электротранспорте, это произойдёт скорее раньше, чем позже. И одной из альтернатив могут стать металл-ионные батареи.
Над материалом для металл-ионных аккумуляторов работают многие исследовательские команды во всём мире. Интересных находок много. Например, в свежем номере престижного издания Nature Communications команда учёных из Сколтеха сообщила о разработке нового и неожиданного материала для катодов металл-ионных аккумуляторов.
Почему металл-ионные? На Земле ограниченный запас лития и кобальта (последний используется для изготовления катодов). Теоретически литий можно заменить калием, а кобальт железом, марганцем и даже титаном. Это, кстати, сделает батареи фактически экологически безопасными. Более того, титана на Земле очень много. Он идёт на десятом месте по распространённости элементов в земной коре. Другое дело, что электрохимические свойства титана оставляют желать лучшего. И с этим что-то надо делать.
Группа учёных под руководством профессора Станислава Федотова создала новый катодный материал на основе фторидофосфата титана ― KTiPO4F. Новый материал имеет высокий электрохимический потенциал и отличается беспрецедентной стабильностью работы при высоких скоростях заряда/разряда.
«Это исключительный результат, буквально сдвигающий устоявшуюся парадигму в «аккумуляторном сообществе», согласно которой материалы на основе титана рассматривались исключительно как анодные из-за его низкого потенциала. Мы считаем, что открытие KTiPO4F может стать стимулом к поиску и разработке новых титансодержащих катодных материалов с уникальными электрохимическими характеристиками. Правильно подобранный химический состав, кристаллическая структура и способ синтеза сделали невозможное возможным», ― заявили учёные.
Осталось дождаться шагов в сторону практического использования разработки. Но пока создаётся впечатление, что путь предстоит очень и очень долгий.
18.07.2020