По мере увеличения количества электроники всё более острым становится вопрос питания этих девайсов. И потому исследователи ищут замену дорогому литию в аккумуляторах.

С ростом спроса на аккумуляторы для электроники, электромобилей и электросетей возникает все больше озабоченности в экологичности и стоимости лития. В последнее десятилетие наметился значимый прогресс в исследованиях других металл-ионных батарей, натриевых и калиевых

Профессор Вилас Пол из Университета Пердью

За минувший месяц исследователи Национальной лаборатории Ок-Ридж (США) и Национального университета (Тайвань) опубликовали две научных работы, касающиеся новых аккумуляторов на основе калия и натрия. Учитывая, что запасы калия в мире в 8 раз больше, чем лития, а его цена на порядок ниже, логично, что этот металл рассматривают как альтернативу.

Первая работа рассказывает о применении керамических электропроводящих материалов MXenes, которые используются для создания нового типа калий-ионных батарей. При этом, в материалах MXenes решена главная проблема – больший атомный диаметр частиц калия, чем такой же параметр у лития. Суть в том, что именно малый диаметр атомов лития позволяет переносить электрическое взаимодействие с помощью ионов – они переслаиваются. В материале MXenes используется структура, напоминающая кирпичную кладку, что позволяет ионам проникать между «кирпичами» во время заряда.

Вторая работа посвящена переработке старых покрышек для получения из них углерода, из которого делают анод в калий-ионных батареях. Покрышки перерабатываются в твердый углерод посредством реакции пиролиза – разложения при недостатке кислорода. В твердом углероде его слои расположены случайным образом, и такая структура обеспечивает включение ионов калия в общую структуру анода.

К сожалению, пока не сообщается о том, какие электрические характеристики могут иметь такие аккумуляторы, а также о появлении коммерческих решений.