В статье, вышедшей в Physical Review Letters, команда ученых под руководством Гербранда Сидера определила набор правил для создания новых неупорядоченных материалов, процесса, который раньше шел наощупь, путем проб и ошибок.

Катоды в литиевых батареях обычно упорядоченные, то есть атомы лития и переходного металла расположены аккуратными слоями, что позволяет литию свободно перемещаться между слоями. Несколько лет назад группа Сидера обнаружила новые типы неупорядоченного материала, который может хранить еще больше лития, то есть батареи становятся более емкими.

«Несмотря на свои привлекательные свойства новые неупорядоченные материалы по большей части изготавливаются путем проб и ошибок и при помощи человеческой интуиции. Сейчас мы впервые идентифицировали простые критерии их разработки, которые приведут к созданию новых неупорядоченных структур. Это новое понимание задает отношения между химическими веществами, местной деформацией структуры кристалла и тенденцией к образованию неупорядоченных фаз», - говорит Александер Урбан, главный автор одной из статей.

Другим преимуществом использования неупорядоченных материалов является возможность отказаться от кобальта, дорогого и ограниченного ресурса, свыше половины запасов которого расположено в политически нестабильных странах. Перейдя на каменную соль, можно будет начать использовать более широкий спектр химических веществ, например, хром, титан и молибден.

«Существует так много параметров, которые нужно оптимизировать - напряжение, долговременная стабильность, простота синхронизации. Так много всего требуется, чтобы довести батарею до этапа коммерциализации, но теперь у нас есть рецепт, как делать такие материалы», - говорит Сидер.

При неправильной утилизации аккумуляторов от электромобилей или ноутбуков пропадает ценный литий и кобальт. Ученые Университета Южной Флориды начали использовать обычные грибы для запуска экологически чистого процесса переработки, при котором в кислоте выделяются литий и кобальт.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber