Учёные разработали способ, который помогает за часы изучать химический состав аккумуляторов, сокращая время исследований с лет до дней. Это открытие может ускорить создание более безопасных и ёмких батарей.
Литийионные аккумуляторы уже 25 лет остаются основой для портативной электроники и электромобилей. Но для их совершенствования требуется решить множество проблем. Одной из главных остаётся рост дендритов — тонких нитей лития, которые могут вызывать короткие замыкания и пожары.
Переход на твёрдые электролиты — смесь керамики и полимеров — помогает бороться с этой проблемой. Однако подбор оптимального состава материалов усложняется, так как ключевые процессы происходят на границе анода и электролита в области толщиной всего 5–50 нм.
Исследователи из Института Вейцмана разработали новую методику для изучения этих пограничных слоёв. Они объединили ядерный магнитный резонанс (ЯМР) с динамической поляризацией ядер, усиливая отклик материала с помощью радиочастотного поля. Это позволило получать данные о химическом составе слоёв всего за несколько часов.
Результаты исследования показали, что оптимальным соотношением в твёрдом электролите будет 40 % керамики. Такой состав сохраняет высокую ёмкость, цикличность и безопасность аккумуляторов.
Учёные надеются, что их открытие ускорит разработку более эффективных и безопасных аккумуляторов. Новая методика позволяет глубже понять процессы внутри батарей и быстрее находить решения для улучшения их характеристик.
Эти исследования показывают, как фундаментальная наука может находить практическое применение, улучшая технологии, которые влияют на жизнь каждого.
Читать далее:
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Физики придумали, как найти новые измерения в пространстве
Что будет, если ежедневно пить один бокал пива или вина — исследование
Обложка: AI | maniacvector