Работа российских учёных из Сколковского института науки и технологий и Института проблем химической физики РАН при участии коллег из Университета Кельна и Уральского Федерального Университета под руководством профессора Павла Трошина стали первым серьёзным исследованием области линейных полимеров никеля и меди.

Проблем литий-ионных аккумуляторов можно будет избежать в будущем, если использовать координационные полимеры. Этот класс соединений металл-ионных аккумуляторов в настоящее время практически не изучен.

 

 

Итоги их исследования были опубликованы в научном журнале Chemistry of Materials. В статье описаны линейные координационные полимеры никеля (II) и меди (II), полученные из 1,2,4,5-тетрааминобензола, и исследованы в качестве анодных и катодных материалов для LIB. В режиме анода оба материала демонстрируют сверхбыстрое циклическое поведение с впечатляющей стабильностью.

Boeing 737 Max MCAS датчики согласуются на 5,5 градуса

В ходе работы по изучению линейных полимеров никеля и меди на основе тетрааминобензола выяснилось, что их можно эффективно использовать в качестве замены графиту - наиболее популярному сейчас анодному материалу аккумуляторов. Несмотря на то, что электронная проводимость линейных полимеров ниже, чем у двухмерных аналогов, первый же разряд приводит к легированию литием и резко увеличивает проводимость материалов.

Кроме прочего, новые анодные материалы даже при высоких скоростях заряда/разряда отличаются стабильностью. Учёные отметили, что даже 20 тыс. циклов заряда-разряда не мешают линейным полимерам сохранять до 79% от изначальной максимальной ёмкости.

 

 

«Для координационных полимеров существует множество методов для тонкой настройки их характеристик. Мы имеем дело с конструктором, в котором можно относительно легко менять любые детали. Можно поменять как структуру амина, так и катион переходного металла, и тем самым увеличить ёмкость, повысить или понизить потенциалы окисления/восстановления, улучшить стабильность и многое другое. Это одна из первых работ, открывающих большую область исследований, в которой, я уверен, обнаружится ещё много интересного», — подчеркнул первый автор работы, аспирант Роман Капаев.

По мнению учёных, недавно открытые координационные полимеры, получаемые из ароматических аминов и солей переходных металлов (например, никель или медь) в перспективе могут найти своё применение в литий-ионных аккумуляторах. Высокая электронная и ионная проводимость этих полимеров не позволяет падать ёмкости батареи при повышении скорости заряда, что делает их привлекательными для использования в аккумуляторах.

 

 

Источник

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!