Объединенная научная группа из Университетов Брауна и Мэриленда занималась поиском альтернатив современным электролитам и приняла решение применить целлюлозу, извлеченную из дерева, в виде основы для твердого электролита.
Так вот полученный электролит толщиной всего в один лист бумаги показал свою гибкость, а также отличную способность к поглощению энергии во время процесса зарядки или же разрядки. Вот про эту уникальную научную работу и пойдет речь в материале.
Современные электролиты и их недостатки
Одним из существенных недостатков современных электролитов является тот факт, что в их составе содержатся летучие вещества, оные способны привести к возгоранию во время короткого замыкания в устройстве, а также приводят к формированию дендритов. В результате чего происходит существенное снижение эффективности современных батарей.
Для того чтобы устранить эти недостатки, было предложено использовать твердые электролиты, производить которые вполне возможно из негорючих материалов. Такая доработка позволяет избежать появление дендритов, а также повысить безопасность изделия.
Так одним из возможных вариантов доработки является замена анода (сейчас выполняется из графита и меди) на твердый электролит. Такая доработка должна существенно продлить время работы батарей, а также нарастить емкость и рабочий диапазон температур.
Большая часть твердых электролитов до сих пор выполнялась из керамики, которая обладает высокой эффективностью пропускания ионов, но при этом плохо держит нагрузку во время зарядки и разрядки батареи по причине высокой хрупкости.
Новый вид твердого электролита и его перспективы
Так в очередной научной работе ученые решили применить целлюлозные нановолокна, обнаруженные в древесине, в качестве «базы» для своего нового электролита для твердых анодов.
Древесные полимерные трубки ученые объединили с медью для получения твердого ионного проводника, и, как показали дальнейшие опыты, проводимость получившегося материала оказалась вполне сопоставима проводимости керамики от 10 до 100 раз лучше, по сравнению с другими существующими полимерными проводниками.
Этот эффект ученые объяснили в результате внедрения меди между полимерными цепями целлюлозы, в результате чего получились так называемые «ионные магистрали», и они дают возможность заряженным частицам лития двигаться с рекордной эффективностью.
Результатами проделанной работы ученые поделились на страницах журнала Nature.
Понравился материал? Тогда оцените его и не забудьте подписаться на канал, чтобы не пропустить новые еще более интересные выпуски. Спасибо за ваше внимание!
