Команда исследователей Национальной лаборатории Беркли сделала большой шаг к созданию энергоемкой и безопасной батареи, разработав самый быстрый магний-ионный твердотельный электролит.
Магниевая батарея может обеспечить большую плотность энергии, чем литиевая, но отсутствие пригодных вариантов жидкого электролита (большинство из которых приводят к коррозии элементов батареи) ставят перед ее серийным выпуском непреодолимую преграду. Ученые решили обойти это затруднение, обратившись сразу к твердому электролиту, который может обеспечить аккумулятору намного большую надежность.
Материал, который они выбрали в результате длительного отбора — селенид магния-скандия — обладает подвижностью магния, сопоставимой с твердотельными электролитами в литиевых батареях. Его свойства были подтверждены в ходе экспериментов, проведенных коллегами из Аргоннской национальной лаборатории, которые доказали, что ионы магния могут двигаться сквозь материал с той же скоростью, которую предсказывали теоретические исследования.
Теперь, когда у ученых есть электролит, им предстоит долгий путь к изготовлению работоспособного магниевого аккумулятора, но первый важный шаг уже сделан. «Считается, что магний в большинстве твердых тел движется медленно, так что никто не думал, что это будет возможно», — говорит Гербранд Сидер из Лаборатории Беркли.
Вдобавок исследователи открыли два связанных фундаментальных феномена, которые могут значительно повлиять на развитие твердых электролитов из магния, а именно, на их роль в антиструктурных дефектах и на связь электронной и магниевой проводимости.
Если ученым удастся создать твердотельную батарею, она станет огромным прорывом в энергетике, поскольку будет полностью безопасной, в отличие от жидких электролитов, подверженных возгоранию, особенно в литиевых аккумуляторах.
Первый в мире электромобиль на твердотельной батарее обещает выпустить компания Toyota в 2022 году. Он позволит машине заряжаться за несколько минут и обеспечит ей большую дальность пробега.
Свежие комментарии