Исследователи предложили более дешевый органический материал для аккумуляторов

Исследователи предложили более дешевый органический материал для аккумуляторов «Россия» и «В мире»

В новом отчете ученых Сколтеха и их коллег описывается органический материал для нового поколения устройств хранения энергии, структура которого соответствует элегантному принципу молекулярного дизайна. Недавно он был опубликован в ACS Applied Energy Materials и попал на обложку журнала.

В то время как современный мир все больше и больше полагается на устройства хранения энергии, становится все более важным внедрять экологически безопасные аккумуляторные технологии, которые более безопасны для окружающей среды, легко утилизируются, полагаются только на многочисленные элементы и являются дешевыми. Органические батареи являются желательными кандидатами для таких целей. Однако органические катодные материалы, которые хранят много энергии на единицу массы, могут быть быстро заряжены, долговечны и могут легко производиться в больших масштабах одновременно, остаются недостаточно развитыми.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Сколтеха предложили простой окислительно-восстановительный полиимид. Он был синтезирован нагреванием смеси ароматического диангидрида и мета-фенилендиамина, обоих легко доступных реагентов. Этот материал показал многообещающие свойства в различных типах накопителей энергии, таких как литиевые, натриевые и калиевые батареи. Он обладал высокой удельной емкостью (до ~ 140 мАч / г), относительно высокими окислительно-восстановительными потенциалами, а также приличной стабильностью при циклических нагрузках (до 1000 циклов) и способностью быстро заряжаться (<1 мин).

Энергия и выходная мощность нового материала были лучше по сравнению с его ранее известным изомером, который является производным пара-фенилендиамина. С помощью сотрудников Института проблем химической физики Российской академии наук было показано, что лучшие характеристики нового полиимида объясняются двумя причинами. Во-первых, он имел более мелкие частицы и гораздо большую удельную поверхность, что облегчало диффузию носителей заряда. Во-вторых, пространственное расположение соседних имидных звеньев в полимере позволяло более выгодное с энергетической точки зрения связывание ионов металлов, что увеличивало окислительно-восстановительные потенциалы.

ОмскПресс