Японские химики разработали новый сложный гидрид-литиевый суперионный проводник, который позволит создать полностью твердотельные аккумуляторы с самой высокой на сегодняшний день плотностью энергии.
Твердотельные накопители могут решить основные недостатки современных литий-ионных аккумуляторов, такие как утечка электролита, воспламеняемость и ограниченная плотность энергии. Оптимальным анодным материалом для них является металлический Li, обладающий максимальной теоретической емкостью (3860 мАч/г) и самым низким потенциалом среди известных альтернатив.
Проблема в том, что большинство существующих твердых электролитов химически нестабильны или плохо контактируют с литием, что значительно снижает производительность устройств при повторных циклах. Однако исследователям из Университета Тохоку удалось совершить прорыв в этом направлении.
Они разработали новый твердый электролит, обладающий высокой ионной проводимостью и стабильностью по отношению к металлическому литию в условиях комнатной температуры. Уникальные свойства материала обусловлены его структурой, состоящей из двух различных водородных кластеров (сложных анионов).
По словам ученых, они ожидают, что созданный ими комплексный гидрид с суперионной проводимостью приведет к разработке новых электрохимических устройств с высокими показателями плотности энергии, а также стимулирует новые исследования в этом направлении.
Компании Toyota Motors и Panasonic также изучают эту технологию и уже договорились наладить совместное производство твердотельных аккумуляторов для автомобилей, емкость которых будет в 50 раз больше, чем у существующих.
текст: Илья Бауэр, фото: greenfleet, Sangryun Kim и Shin-ichi Orimo