Исследователи из Йоркского университета (Канада) разработали органическую молекулу, которая может сделать литиевые батареи экологически более чистыми, сохраняя при этом их производительность, стабильность и емкость, передает портал EurekAlert!. Статья с описанием разработки стала главным материалом мартовского выпуска Batteries & Supercaps.
В литий-ионных батареях используются токсичные тяжелые металлы, которые могут воздействовать на окружающую среду и которые трудно утилизировать безопасно. Кобальт – один из таких тяжелых металлов. Еще одна проблема заключается в том, что литий и кобальт не доступны в избытке: их запасы сокращаются. Поэтому ученые ищут способ заменить эти элементы в батареях органическими материалами.
Исследователи из Йоркского университета создали новую органическую молекулу на основе углерода, способную заменить кобальт, который сейчас используется в катодах, или положительные электроды в литий-ионных батареях. Новый материал устраняет недостатки неорганического материала и сохраняет производительность батареи.
«С этим конкретным классом молекул, которые мы создали, электроактивный компонент очень подходит для батарей, поскольку он очень хорошо хранит электрические заряды и долгое время работает стабильно», – отмечает руководитель исследования Томас Баумгартнер (Thomas Baumgartner).
Команда Баумгартнера оптимизировала этот электроактивный компонент и поместила его в аккумулятор. Аккумулятор показал очень хорошее напряжение, вплоть до 3,5 Вольт. Также ученые продемонстрировали, что этот материал стабилен при длительной эксплуатации и способен работать течение 500 циклов (от полного заряда до полной разрядки). Одним из недостатков неорганических электродов является то, что они выделяют значительное количество тепла при зарядке и требуют ограниченных скоростей разряда – из соображений безопасности. Новая молекула устраняет этот недостаток.
[Фото: PAOLA SCATTOLON]
