Всё идёт к тому, что вскоре на Земле не будет хватать запасов лития. Одним из вероятных заменителей этого материала в аккумуляторах обещает стать калий, но для калийионных аккумуляторов нужны иные материалы для катодов и анодов. Такие материалы ищут группы учёных во всём мире, включая Россию. Ищут, находят и получают патенты, как учёные из Сколтеха, обещая приблизить появление новых систем хранения энергии.
Как сообщается на сайте Сколтеха, группа учёных получила патент на анодный композит с улучшенными электрохимическими характеристиками. За основу был взят так называемый неграфитизируемый углерод (в английской литературе используется термин hard carbon), который представляет собой сложную развитую изотропную (однородную) структуру. Эта структура хорошо сочетается с углеродными нанотрубками, которые дополнили материал анода.
«Поводом для новой разработки послужил тот факт, что ионные радиусы у лития и калия существенно отличаются, поэтому материалы, пригодные для интеркаляции [вставки ионов] лития, не подходят для ионов калия. Аноды на основе неграфитизируемого углерода могут хорошо работать с калием в силу сложной развитой структуры. Ещё одно преимущество такого анода состоит в том, что его довольно легко синтезировать», — рассказала аспирант Полина Морозова, одна из соавторов исследования.
Также использование в составе композита углеродных трубок обусловлено тем, что их чрезвычайно высокая электронная проводимость станет гарантией обеспечения быстрой и надёжной работы калийионных аккумуляторов. Использование в качестве анода патентованного композита подтвердило, что отношение отданных аккумулятором ампер-часов (емкости аккумулятора) к ампер-часам, полученным им от зарядного устройства за один цикл зарядки (кулоновская эффективность анода) очень высокое и подтверждает целесообразность дальнейших исследований предложенного состава анода.
Источник:
