Исследователи получили новое понимание об устройстве литий-ионных аккумуляторов.
Исследователи из Университета Вандербильта провели исследование наноразмерных выработок литий-ионных аккумуляторов, это открытие может помочь ускорить развитие батарей, которые можно заряжать за секунды.
Команда ученых провела последние 7 месяцев исследуя аккумуляторы, содержащие квантовые точки, сделанные из железа пирита, также известного как "золото дураков".
Квантовые точки - представляют собой частицы шириной всего в несколько десятков атомов, исследователи уже знают, что их использование в аккумуляторах, позволяет очень быстро заряжать их. Но они также могут означать смертельный приговор для батареи.
"Когда частицы становятся очень маленькими, они начинают реагировать с электролитами, в связи с этим аккумулятор может зарядиться и разрядиться всего несколько раз," сказал Кэри Пинта, доцент кафедры технологии машиностроения Вандербильта.
Тем не менее, команда обнаружила, что при использовании железных квантовых точек пирита, аккумулятор хранит энергию принципиально по-другому, и те же химические реакции не происходят. Работу возглавил аспирант Анна Дуглас.
В обычных литий-ионный аккумуляторах, литий-ионы входят в материал хранения во время зарядки и остаются на время разряда. Когда ионы лития попадают в прототип аккумулятора они реагируют с молекулами железа пирита - которые состоят из одного атома железа и двух атомов серы - чтобы сформировать литий серы, а атом железа выходит. При разряде происходит обратное и железо пирита реформируется .
Таким образом, использование квантовых точек, которые используются настолько малы (около 4,5 нанометров), что в каждом экспериментальном аккумуляторе содержится около 50 миллионов таких элементов.
«Золото дураков» может увеличить скорость заряда аккумуляторов 