Учёные СахГУ совместно с ДВФУ создали материал, удваивающий ёмкость аккумуляторов для гаджетов

Резуль­та­ты иссле­до­ва­ния опуб­ли­ко­ва­ны при уча­стии кол­лег из Даль­не­во­сточ­но­го феде­раль­но­го уни­вер­си­те­та, Даль­не­во­сточ­но­го гео­ло­ги­че­ско­го инсти­ту­та ДВО РАН, Мос­ков­ско­го цен­тра пер­спек­тив­ных иссле­до­ва­ний, Перм­ско­го наци­о­наль­но­го иссле­до­ва­тель­ско­го поли­тех­ни­че­ско­го уни­вер­си­те­та, цен­тра пер­спек­тив­ных тех­но­ло­гий XPANCEO (Дубай) и Коль­ско­го науч­но­го цен­тра РАН.

В осно­ве раз­ра­бот­ки – фос­фат вана­дия лития – один из самых пер­спек­тив­ных мате­ри­а­лов для про­из­вод­ства като­дов (поло­жи­тель­ных элек­тро­дов). Одна­ко его низ­кая элек­тро­про­вод­ность тра­ди­ци­он­но огра­ни­чи­ва­ла ско­рость отда­чи энер­гии и при­во­ди­ла к поте­ре ёмко­сти после несколь­ких десят­ков цик­лов. Учё­ные реши­ли эту про­бле­му, доба­вив к мате­ри­а­лу угле­род­ное покры­тие, источ­ни­ком кото­ро­го высту­пи­ла обыч­ная лимон­ная кис­ло­та.

Син­тез про­во­дил­ся мето­дом золь-гель тех­но­ло­гии с после­ду­ю­щим спе­ка­ни­ем при тем­пе­ра­ту­рах от 700 до 1000°C. Опти­маль­ные харак­те­ри­сти­ки пока­зал обра­зец, спе­ка­е­мый при 900°C с рав­ным соот­но­ше­ни­ем лимон­ной кис­ло­ты и солей. Его удель­ная ёмкость достиг­ла 114 мА·ч/г – ров­но в два раза выше, чем у образ­цов с мень­шим содер­жа­ни­ем угле­ро­да.

Клю­че­вой резуль­тат – не толь­ко дву­крат­ное уве­ли­че­ние ёмко­сти, но и пол­ное сохра­не­ние ресур­са после 25 цик­лов заряд­ки-раз­ряд­ки. Как пра­ви­ло, улуч­ше­ние одно­го пара­мет­ра бата­реи ведёт к ухуд­ше­нию дру­го­го; здесь же учё­ным уда­лось сов­ме­стить оба пока­за­те­ля.

«Уча­стие в таком мас­штаб­ном иссле­до­ва­нии – под­твер­жде­ние высо­ко­го уров­ня нашей науч­ной шко­лы в обла­сти химии и мате­ри­а­ло­ве­де­ния. Мы рады, что сов­мест­ная рабо­та с веду­щи­ми цен­тра­ми стра­ны при­но­сит кон­крет­ные резуль­та­ты, кото­рые могут лечь в осно­ву новых тех­но­ло­гий хра­не­ния энер­гии. Для Саха­лин­ской обла­сти, где актив­но раз­ви­ва­ют­ся про­ек­ты в сфе­ре водо­род­ной энер­ге­ти­ки и воз­об­нов­ля­е­мых источ­ни­ков, подоб­ные раз­ра­бот­ки осо­бен­но акту­аль­ны», – отме­тил и.о. рек­то­ра СахГУ Алек­сей Огнев.

Рабо­та велась в рам­ках сотруд­ни­че­ства с Даль­не­во­сточ­ным феде­раль­ным уни­вер­си­те­том, где лабо­ра­то­рия ядер­ных тех­но­ло­гий ДВФУ высту­пи­ла голов­ным испол­ни­те­лем. Саха­лин­ские учё­ные внес­ли свой вклад в син­тез и иссле­до­ва­ние свойств мате­ри­а­ла, что ста­ло логич­ным про­дол­же­ни­ем сов­мест­ных про­ек­тов в обла­сти энер­го­эф­фек­тив­ных тех­но­ло­гий.

Раз­ра­бот­ка откры­ва­ет пер­спек­ти­вы для созда­ния акку­му­ля­то­ров ново­го поко­ле­ния – с боль­шей ёмко­стью, дли­тель­ным сро­ком служ­бы и быст­рой отда­чей энер­гии, что осо­бен­но вос­тре­бо­ва­но для мобиль­ных устройств, элек­тро­транс­пор­та и систем накоп­ле­ния энер­гии.