Емкость батарей повысили композитом из кремния и нанотрубок

Группа исследователей из государственного университета Северной Каролины в США создала композитный материал для аккумуляторных батарей. Углеродно-кремниевые электроды обладают повышенной стойкостью к деградации и потенциально могут повысить емкость аккумуляторов в десять раз. Подробности со ссылкой на статью ученых в журнале Advanced Materials приводит официальный сайт университета.

Исследователи отмечают, что о возможности резко повысить емкость батарей за счет кремниевых электродов было известно и раньше, но на практике такое решение было не реализовано. Причиной тому являлось разрушение кремниевых электродов в электролите во время прохождения циклов зарядки и разрядки батареи. Использовав массив упорядоченных углеродных нанотрубок, ученые смогли получить прочный каркас, предотвращающий деградацию кремниевого электрода.

Специалисты, занятые в программе по изучению волоконных и полимерных материалов, использовали два типа упорядоченных нанотрубок. Они взяли нанотрубки, собранные в лист и наложили их на трубки меньшей длины, но выращенные в виде «щетки» на специальной подложке. Далее полученную объемную сеть нанотрубок покрыли кремнием. Полученный материал оказался достаточно прочным и при этом гибким: что, как утверждают его создатели, важно для промышленного производства батарей.

По словам разработчиков, использованный ими в лаборатории процесс допускает масштабирование до промышленного уровня, однако на пути к заводской технологии ученым предстоит решить еще ряд технологических проблем. Модификация материалов электродов за счет тех или иных наночастиц является распространенным подходом к решению проблемы ограниченной емкости аккумуляторов. Только за последние пять лет прогресс в области разработки и производства литиевых аккумуляторов привел к тому, что стоимость одного киловатт-часа запасенной энергии упала более, чем в два раза.