Схематическое изображение эксперимента ESRF с использованием рентгеновского излучения для анализа молекулы O2. Показаны структура материала, уравнение Шрёдингера и вычисленный спектр RIXS.

Литий-ионные аккумуляторы нового поколения: ученые опровергли ключевую гипотезу о деградации 

13.03.2025
Время чтения: 2 мин
0

Специалисты Сколтеха совместно с французскими коллегами опровергли гипотезу о молекулярном кислороде как причине деградации литий-ионных аккумуляторов нового поколения. Это открытие упрощает путь к коммерциализации технологии, способной запасать на 30% больше энергии. 

Литий-ионные аккумуляторы следующего поколения с обогащенными литием катодами (NMC) считаются перспективной технологией, способной запасать на треть больше энергии, чем современные аналоги. Однако их коммерциализации мешало ухудшение характеристик в процессе эксплуатации. Ранее считалось, что проблема связана с образованием молекулярного кислорода (O₂) в катоде, что приводило к падению напряжения и емкости. 

Ученые Сколтеха совместно с коллегами из Университета Монпелье и Коллеж де Франс провели масштабное исследование, используя экспериментальную установку класса «мегасайенс». Анализ данных показал, что молекулы кислорода, обнаруженные ранее, на самом деле являются артефактом измерений — они образуются под воздействием рентгеновского излучения, используемого для анализа. 

«Гипотеза о молекулярном кислороде в порах катода остается в прошлом, — заявил Дмитрий Аксенов, старший преподаватель Центра энергетических технологий Сколтеха. — Теперь мы можем сосредоточиться на других механизмах деградации, которые легче устранить». 

Исследование, опубликованное в журнале *Nature Materials*, показало, что проблема связана с окислением структурного кислорода — атомов, которые остаются в кристаллической решетке, но теряют электроны. Это открытие значительно упрощает задачу по стабилизации катодных материалов и делает коммерциализацию новых аккумуляторов более реалистичной. 

Результаты исследования открывают новые возможности для разработки литий-ионных аккумуляторов следующего поколения. Устранение ключевого барьера на пути к их коммерциализации ускорит переход к устойчивой энергетике и повысит эффективность хранения энергии в электромобилях и энергосетях. 

Источник: naked-science.ru

Фото: Анализ результатов экспериментов, проведенных в Европейском центре синхротронного излучения (ESRF), показал, что двухатомная молекула газообразного кислорода (O₂), обнаруженная в катоде литий-ионного аккумулятора по спектру рентгеновского рассеяния (RIXS), образовывалась под воздействием рентгена / © Любовь Савенкова, пресс-служба Сколтеха

Подготовила —
Аватарка автора
Любовь
Понравилась новость? Поделись с друзьями
ПО ТЕМЕ

Оставьте свой комментарий

 

РЕДАКТОР
Мария Костина
Мария Костина
Автор проекта и Главный редактор GeoConversation. Соль Земли
ПЕРЕЙТИ В КОЛОНКУ РЕДАКТОРА

GeoConversation. Соль Земли — это медийная платформа, где крутые специалисты горной отрасли делятся своим опытом, чтобы наладить коммуникацию и взаимодействие между собой.

Подробнее о проекте
КРУТЫЕ ПРОФИ
Елена Рязанова — эксперт в РФА, подбор и настройка анализаторов, обучение и методическое сопровождение.

Елена Рязанова

ООО «ПВП «СНК»
Ведущий геолог-консультант
Александр Чеботарев — ведущий геолог, эксперт в геонавигации и сопровождении бурения. Более 5 лет опыта в нефтегазовой отрасли.

Александр Чеботарев

Сургутнефтегаз
Ведущий геолог
Тарас Паникоровский — эксперт в минералогии и кристаллографии, лауреат премии «Хрустальный компас». Исследует природоподобные технологии и техносферную безопасность Арктики.

Тарас Паникоровский

Мурманский Арктический университет
Заведующий лабораторией
СМОТРЕТЬ ВСЕХ ЭКСПЕРТОВ
КАТЕГОРИИ
ПОДПИШИТЕСЬ
Если хотите ежемесячно получать подборку свежих статей на эл. почту
НРАВИТСЯ ПРОЕКТ? ПОДДЕРЖИТЕ НАС
Друзья, развитие проекта требует немалых усилий и финансовых затрат. Поэтому, если вам нравится то, что мы делаем — вы можете поддержать нас 2 способами.
МОРАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА
Покажите наш сайт своим друзьям. Просто нажмите на иконки социальных сетей ниже и поделитесь нашим сайтом у себя на страницах.

ФИНАНСОВАЯ ПОДДЕРЖКА
Даже небольшое вознаграждение поможет нам оплатить транскрибацию (перевод аудио в текст) интервью с экспертом или дизайн рисунков, схем и таблиц.
Отправить донат
Есть идея статьи? Предлагайте
Круто! У вас есть идея для нас. Мы это очень любим, ведь только опыт и знания специалиста делают наши статьи полезными для читателя. Ответьте, пожалуйста, на 5 вопросов, чтобы мы чуть больше узнали о вас и про статью
ответить на вопросы