Чтобы создать более совершенные аккумуляторы, ученые смешали графен с бором
Исследователи из университета Райса сообщили о многообещающей для литий-ионных батарей комбинации графена и бора.
Физик-теоретик Борис Якобсон установил, что анод из графена и бора должен быть способен удерживать много лития и осуществлять надлежащее напряжение для использования в литий-ионных батареях.
Открытие опубликовано в издании Journal of Physical Chemistry Letters.
Половина футбольного поля
Предлагаемые графеном возможности каждый день становятся все более ясными, ведь исследуют его в лабораториях во всем мире. Ученые надеются использовать область поверхности графена для хранения ионов лития. С учетом обеих сторон материала один грамм графена покрыл бы площадь в 2630 квадратных метров или почти половину футбольного поля. Но есть проблема: ионы на графене почти не задерживаются.
«Как это часто бывает с графеном, люди переоценивают его способность поглощения лития», сказал Якобсон. «Но мечты разбиваются о суровую реальность».
Ученые из НИИ Хонды, которые заинтересованы в создании мощных батарей для электрических автомобилей, попросили Якобсона рассмотреть ситуацию. «Мы анализировали теоретический потенциал идеального листа графена и то, можно ли выгодно использовать искривление в нанотрубку или топологические дефекты. Мы ожидали, что это поможет удерживать ионы лития, но ожиданиям не суждено было сбыться, что вполне удовлетворило экспериментаторов».
Вычисления, вовлекающие графен с дефектами, в котором сотовидный порядок нарушен пяти- и семиатомными многоугольниками, тоже к положительному результату не привели. «Мы решили исследовать дефекты различных типов, где атомы углерода замещены атомами других элементов, который лучше уживается с литием», сообщил Якобсон. «И бор подошел как нельзя лучше».
Бор действительно притягивает ионы лития, но не намертво, позволяя им быть перетянутыми катодом.
«Наличие бора в решетке позволяет притягивать литий вдвое лучше, чем способен графит, обычно используемый в качестве электрода», заключил ученый.
Сейчас перед учеными встала проблема синтеза состава из углерода и бора. Как только будет найден коммерчески жизнеспособный метод, появление на рынке весьма эффективных батарей не заставит себя ждать.
Источник: innovanews.ru
