Американские специалисты описали возможность создания близких к идеальным батарей с увеличенным сроком службы посредством квантовых методов. Исследование было опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Инженеры Техасского университета (США) рассказали, что научились прогнозировать специфические реакции литий-металлических аккумуляторов с помощью квантовых алгоритмов. «Поверхность литий-металлических аккумуляторов обладает высокой реакционной способностью, и понимание химии этих реакций ограничено», — объяснили важность исследования авторы научной работы.
По словам ученых, при разработке батарей важно понять, какие типы реакций происходят и как их можно замедлить. «Понимание этих критических вопросов позволит нам в ближайшем будущем коммерциализировать литий-металлические батареи», — объяснила профессор Перла Бальбуэна (Perla Balbuena).
Специалисты отметили, что при производстве литий-металлических аккумуляторов на аноде образуется тонкая пленка, которая состоит из нескольких компонентов. Ее химический состав имеет решающее значение для обеспечения максимальной производительности батареи и продления срока ее службы. Исследователи смоделировали интерфейс на атомистическом уровне и решили точные квантово-химические уравнения, чтобы отобразить временную эволюцию реакции образования полимера.
«Есть много экспериментальных методов, которые могут отслеживать и контролировать реакции, но они сложны. С помощью этой симуляции мы можем получить новые идеи», — отметила Бальбуэна. По словам ученых, исследование иллюстрирует возможность с помощью новых методов проектировать дешевые аккумуляторы, которые также отличаются более длительным сроком службы.
В декабре американские ученые рассказали о способе «оживления» старых батарей с помощью активации лития. В ходе эксперимента специалистам удалось организовать зарядку старого аккумулятора таким образом, что срок его работы увеличился на 30 процентов.