Литий-ионные аккумуляторы используются в электронике с начала девяностых годов и почти вытеснили все другие виды батарей. За 25 лет заметного прорыва в этой технологии не достигнуто - энергоэффективность таких аккумуляторов хоть и растёт, но очень медленно. Их главные проблемы - опасность взрыва в любой момент без видимых причин и плавная потеря номинальной ёмкости от перезаряда вплоть до полного истощения. В последнее десятилетие ученые все больше занимаются исследованием других металл-ионных батарей, натриевых и калиевых.

В первой научной работе описывается использование керамических электропроводящих материалов MXenes, которые используются для создания нового типа калий-ионных батарей. В процессе зарядки ионы переслаиваются, то есть двигаются между слоями углеродного анода под воздействием тока, и создают заряд. Известно, что калий обладает большим атомным диаметром, чем литий, ему труднее переслаиваться. Однако MXenes позволил обойти эту трудность. Этот материал, в отличие от обычной керамики, является электрохимически активным благодаря своей структуре, напоминающей кирпичную кладку, и ионы могут проникать между «кирпичами» во время заряда.

Вторая статья ученых говорит о возможности получения углерода из старых покрышек, из которого потом производят аноды для калий-ионных батарей. Покрышки превращаются в твердый углерод посредством реакции пиролиза, разложения при недостатке кислорода. В твердом углероде слои углерода расположены случайным образом, и такая беспорядочная структура обеспечивает включение ионов калия.

Данные статьи опубликованы в журналах Chemical Communications и Journal of the Electrochemical Society.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber