Японские химики подобрали "зеленую" замену кобальта в литиевых аккумуляторах

Ученые из Японии синтезировали высокоэффективный и безопасный для природы материал, который можно использовать в качестве полноценной замены для кобальтовых электродов в литиевых аккумуляторах. Об этом сообщила пресс-служба Токийского университета. Исследование было опубликовано в четверг в журнале Nature Sustainability.

"Существует масса технических, экологических и социальных причин для отказа от использования кобальта в аккумуляторах. Мы очень рады сообщить, что нам удалось создать действенную альтернативу для электродов из этого материала на базе комбинации из лития, никеля, марганца, кислорода и кремния. Все эти элементы встречаются на Земле чаще, чем кобальт, и с ними гораздо проще работать", - заявил профессор Токийского университета Ацуо Ямада, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Современные аккумуляторы состоят из трех частей - катода, анода и электролита. Как правило, мощность батареи напрямую зависит от состава и структуры катода, а их долговечность - от того, как сильно разрушается материал электролита и катода при циклах разряда-заряда. Как правило, ключевым компонентом всех трех частей батарей сегодня служит литий - металл, чьи запасы на Земле ограничены.

Сегодня ученые рассматривают множество альтернатив соединениям лития. Однако катод, помимо лития, содержит еще один редкий и токсичный элемент - кобальт. Он осложняет захоронение и переработку батарей, а его добыча в Африке сопряжена с множеством гуманитарных и социальных проблем.

Ямада и его коллеги выяснили, что кобальтовые электроды в аккумуляторах можно заменить на разработанный ими материал, состоящий из лития, кремния, кислорода, никеля и марганца. Это вещество столь же хорошо взаимодействует с ионами лития в электролите, как и соединения кобальта, и при этом оно на 60% превосходит их в плотности запасания энергии.

В дополнение к этому, проведенные учеными опыты показали, что литиевые батареи на базе созданного ими материала теряют лишь 20% емкости после тысячи циклов заряда-разряда, что выгодно их отличает от других "зеленых" аккумуляторов. Как надеются исследователи, все это приведет к быстрому внедрению созданного ими материала в производство литиевых батарей, что сделает их более дешевыми и безопасными для окружающей среды.