Команда создала аноды из нанотрубок из диоксида кремния (SiO2) для литий-ионных аккумуляторов и обнаружила, что у них в три раза больше емкости для хранения энергии, чем у используемых в настоящее время анодов на основе углерода. Это имеет серьезные последствия для отраслей, включая электронику и электромобили, которые всегда стараются выжать из аккумуляторов более длительные разряды.
«Мы берем тот же материал, который используется в детских игрушках и медицинских устройствах, и даже в фаст-фуде, и используем его для создания материалов для аккумуляторов следующего поколения», – сказал Закари Фаворс, ведущий автор только что опубликованной статьи об исследовании.
Статья «Стабильное циклирование нанотрубок SiO2 в качестве высокоэффективных анодов для литий-ионных батарей» была опубликована в Интернете в журнале Nature Scientific Reports.
Соавтором этого является Cengiz S. Озкан, профессор машиностроения, Михримах Озкан, профессор электротехники, и несколько их нынешних и бывших аспирантов: Вэй Ван, Хамед Хоссейнни Бэй, Аарон Джордж и Фэйворс.
Первоначально команда сосредоточилась на диоксиде кремния, потому что это чрезвычайно распространенное соединение, экологически чистое, нетоксичное и содержится во многих других продуктах.
Диоксид кремния ранее использовался в качестве анодного материала в литий-ионных батареях, но возможность синтезировать этот материал в очень однородные экзотические наноструктуры с высокой плотностью энергии и длительным сроком службы была ограничена.
Ключевой вывод заключался в том, что нанотрубки из диоксида кремния чрезвычайно стабильны в батареях, что важно, потому что это означает более длительный срок службы. В частности, аноды из нанотрубок SiO2 были циклированы 100 раз без какой-либо потери способности аккумулировать энергию, и авторы полностью уверены, что они могут быть циклированы еще сотни раз.
В настоящее время исследователи сосредоточены на разработанных методах масштабирования производства нанотрубок SiO2 в надежде, что они могут стать коммерчески жизнеспособным продуктом.
Исследование поддержано Temiz Energy Technologies.