TechNews.bg
R&DВодещи новиниНоваторскиНовини

Батерии с магнезий позволяват ултрабързо зареждане

Нов материал Mg4C60 поддържа по-висока енергийна плътност и повече пробег за е-колите

Възобновяемите източници и електрическите коли скоро ще могат да се възползват от нов вид батерия, която се зарежда бързо и има огромна енергийна плътност (снимка: CC0 Public Domain)

Изследователски екип от Университета Тохоку в Япония е идентифицирал метод за конфигуриране на фулеренови молекули в стабилна рамка за батерийна технология. Тя ще осигури много бързо зареждане, по-голям капацитет и по-продължителен живот на батериите.

Разработката се фокусира върху материал, наречен Mg4C60, който използва ковалентно мостово свързване, за да се справи с проблемите със стабилността в анодите на въглеродна основа. Тази конфигурация позволява литият да се съхранява по начин, който предотвратява структурните повреди, свързани с фулереновите материали в системите за съхранение на енергия.

Повечето съвременни литиево-йонни батерии използват графит като аноден материал. Но графитът има физически ограничения по отношение на скоростта, с която може да приема заряд.

Притеснение относно боравенето с графита е рискът от литиево покритие, което се получава, когато литиевите йони се натрупват върху повърхността на анода, вместо да се абсорбират в структурата му. Това явление може да представлява риск за безопасността и да съкрати живота на батерията.

Учените са търсили алтернативни материали, които да заменят графита. Фулерените, известни още като C60, са идентифицирани като кандидати поради своите химични свойства и способността им да улесняват редокс химията.

Приложението на фулерените в батериите обаче е ограничено – а причината за това е лошата стабилност. В предишни експерименти учените са установили, че тези вещества се разтварят в карбонатния електролит по време на работа на батерията. Разтварянето води до загуба на капацитета на материала и до разрушаване на вътрешната структура.

Изследователският екип от Тохоку се е заел с това, като е създал ковалентно свързана фулеренова рамка, използвайки магнезиеви атоми. Резултатът е появата на материала Mg4C60, при който ковалентното свързване потиска разтварянето и поддържа структурната цялост.

Тестовете сочат, че използването на Mg4C60 може да стане основа за направата на батерии, които поддържат бързо зареждане и имат по-висока енергийна плътност. По-дългият живот на батерийните системи би бил от полза за електрическите превозни средства, потребителската електроника и съхранението на възобновяема енергия.

Професор Хао Ли от Института за изследвания на материалите (WPI-AIMR) заяви, че следващите стъпки включват разширяване на стратегията за ковалентно свързване. Екипът възнамерява да приложи този метод към различни фулеренови и въглеродни рамки.

Целта на учените е да създадат стабилни материали с висок капацитет, подходящи за утрабързо зареждащи се батерии.

Допълнителните планове включват работа с индустриални партньори за изследване на мащабируемостта на новото поколение материали. Интегрирането на въпросните рамки в практически формати ще е стъпка към оценка на тяхната ефективност в енергийни приложения.

още от категорията

Изхвърлените батерии от тротинетки се оказват съкровище за енергетиката

TechNews.bg

Започна масовото производство на полутвърдотелни батерии

TechNews.bg

Нова батерия почти не губи енергия при минусови температури

TechNews.bg

Нова батерия на Tesla се зарежда за 10 минути

TechNews.bg

Пробивът е близо: Golden Bell батерии увеличават пробега на е-колите до 1500 км

TechNews.bg

Спящият гигант се събужда: индустриалното съхранение на енергия

TechNews.bg

Коментари