Японские инженеры нашли способ значительно снизить потери энергии в литий-кислородных аккумуляторах, потенциальная энергоемкость которых в десять раз превышает возможности современных литий-ионных аналогов. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале RSC Advances.
Развитие беспилотной авиации и электромобилей требует создания накопителей энергии, превосходящих по емкости традиционные литий-ионные устройства. Одним из наиболее перспективных вариантов считаются литий-кислородные батареи, однако их внедрение сдерживается из-за медленных химических процессов на электродах, которые приводят к падению эффективности при циклах заряда и разряда.
Для преодоления этой проблемы ученые из Токийского научного университета Сибаура синтезировали композитный материал из оксида лантана-кобальта со структурой перовскита и шпинельного оксида кобальта. Полученная гетероструктура ускоряет ключевые реакции восстановления и выделения кислорода, которые определяют общую производительность электрохимической ячейки.
Созданное соединение базируется на недорогих металлах, что исключает необходимость применения дорогостоящих благородных элементов вроде платины или оксида рутения. Эксперименты показали, что каталитическая активность зависит не от общей площади доступной поверхности, а от специфики электронной конфигурации и формирования вакансий кислорода в зоне контакта двух фаз.
Разработчикам удалось сократить разницу потенциалов между процессами зарядки и разрядки аккумулятора до 1,14 вольта, приблизившись к показателям премиальных платиновых аналогов. Помимо использования в воздушных катодах транспортных батарей, физико-химические свойства нового композита позволяют применять его в технологиях генерации экологически чистого водорода через электролиз воды.
Обложка: magnific
