У Техаському університеті для створення більш безпечних батарей придумали нову технологію, яка підвищує швидкість руху іонів у твердотільних системах та пропонує безпечнішу і високопродуктивну альтернативу літій-іонним акумуляторам.

Як повідомляє Interesting Engineering, нове дослідження науковців демонструє, що змішування двох твердих електролітних матеріалів утворює шар, який посилює потік іонів усередині твердотільних батарей.

Цей прорив може допомогти подолати ключову перешкоду на шляху створення більш безпечних акумуляторів великої ємності без рідких електролітів.

Як відомо, сучасні літій-іонні акумулятори сьогодні живлять все - від електрокарів до мобільних пристроїв. Коли продуктивність цих акумуляторів наближається до межі, їхні рідкі компоненти можуть спалахувати. Тому, як зазначає видання, попит на більш безпечні та потужні альтернативи швидко зростає через те, що зберігання енергії стає критично важливим як у комерційному, так і оборонному секторі.

Доктор Лайсуо Су з Техаського університету заявив, що ефект виникає через хімічні відмінності між двома матеріалами. "Коли окремі тверді електролітні матеріали вступають у фізичний контакт, на їх межі утворюється шар, де заряджені частинки, або іони, накопичуються через відмінності в хімічному потенціалі кожного матеріалу", - пояснив науковець з університету в Далласі.

Дослідження було зосереджено на літій-цирконійхлориді та літій-іттрієвому хлориді. Ці сполуки допомогли сформувати унікальні канали, що покращили транспорт іонів.

Більшість літій-іонних акумуляторів працюють на основі легкозаймистих рідких електролітів. Твердотілі версії безпечніші, але їх складніше зробити ефективними.

"Відкриття пропонує новий спосіб розробки кращих твердих електролітів шляхом ретельного вибору матеріалів. Вони взаємодіють так, щоб посилити рух іонів, що потенційно призводить до більш ефективних твердотільних акумуляторів", - сказав фахівець. Дослідження є частиною університетської програми BEACONS.

Програма BEACONS була запущена у 2023 році за фінансової підтримки Міністерства оборони США у розмірі $30 млн. Вона фокусується на інноваціях в галузі акумуляторів та їхнього виробництва на території США. Результати своїх досліджень науковці опублікували в журналі ACS Energy Letters.

Нагадаємо, постачальник Apple, японський виробник електронних компонентів TDK нещодавно оголосив про успішну розробку матеріалу для твердотільних акумуляторів. Компанія каже, що це відкриття може забезпечити значно вищу продуктивність для носимих пристроїв. TDK заявляє, що цю інновацію можна буде використовувати у різних пристроях, які контактують з тілом людини, наприклад бездротових навушниках, слухових апаратах та розумних годинниках.