Ученые из Кембриджа нашли группу оксидов, которые сильно сокращают время заряда батарей. Эти дешевые материалы позволят зарядить аккумулятор смартфона за несколько минут, утверждают исследователи. Схема работает и с мощными батареями — в электромобилях и стационарных системах хранения энергии.
В самых популярных сейчас литий-ионных аккумуляторах время заряда батареи зависит от скорости, с которой ионы лития могут добраться до негативно заряженного электрода, где они накапливаются. Как правило, эту скорость ограничивают материалы, заполняющие батарею. Но исследователи из Кембриджа заявляют, что нашли замену традиционным материалам. Их решение позволяет ионам двигаться в разы быстрее.
Находкой кембриджских ученых стали оксиды ниобий-вольфрама. Через этот тип материалов ионы могут пролетать на гораздо более высоких скоростях, чем через традиционные керамические материалы.
«Эти оксиды сильно отличаются от того, что использовали в батареях до этого», — говорит один из авторов исследования Кент Гриффит. По его словам, структура этого материала жесткая и открытая, а частицы этих оксидов в разы больше тех, что когда-либо использовались для этой цели.
Но главное преимущество этих оксидов — их дешевизна. «Их очень легко изготовить, они не требуют дополнительных химикатов или растворителей», — объясняет Гриффит.
Это значит, что скоростные батареи не будут дорогими. Ранее этого было трудно добиться, потому что скорость зарядки батарей повышалась уменьшением размеров их составляющих — использовались наночастицы, которые требовали больших затрат на производство, пишет Guardian.
Разработанный в Кембридже подход — радикально иной. И он может не просто повысить удобство пользования смартфонами, но и стать толчком для развития электромобилей и домашних систем хранения энергии. Сегодня низкая скорость зарядки — один из ограничителей для их более широкого распространения.
Группы ученых по всему миру стараются повысить эффективность батарей. И от их усилий зависит успех целых отраслей будущего: солнечной энергетики, автомобилестроения, авиации. Аккумуляторы стараются улучшить по целому ряду параметров — сделать их более емкими и долговечными. Так, американские ученые разработали для этого искусственную молекулу. А в Стэнфорде нашли дешевый способ для хранения больших объемов солнечной энергии — проточные батареи. Норвежские специалисты обещают увеличить емкость батарей с помощью специального сплава с секретной формулой.
Источник: hightech.plus
