Конец дефицита батарей: калий бросает вызов господству лития

Исследователи из Университета Глазго разработали новый тип катода для калий-ионных аккумуляторов, который может изменить подход к накоплению энергии. Новая технология открывает путь к созданию более доступных и экологичных источников питания для электромобилей и портативной электроники.

Мировой рынок требует всё больше портативных электронных устройств и электромобилей, поэтому учёные ищут альтернативы традиционным литий-ионным аккумуляторам. Калий-ионные батареи привлекают особое внимание благодаря широкой доступности калия в природе и его впечатляющим электрохимическим свойствам.

Руководитель исследовательской группы Glasgow ElectroChemistry on Solids (GECOS) Алексей Ганин отмечает, что литий-ионные аккумуляторы демонстрируют превосходные характеристики, однако относительная редкость лития превращает его в стратегически важный и ограниченный ресурс. Калий, напротив, встречается в природе гораздо чаще.

Научная группа создала катод на основе селенида хрома, который показывает отличные результаты при минимальном содержании углерода – менее 10%. Прежние разработки калий-ионных аккумуляторов опирались на "прусскую синь" в качестве катодного материала, однако для достижения оптимальной проводимости требовалось добавлять большое количество углерода.

У созданного прототипа батареи ёмкость 125 мАч/г - можно сказать, она достигает теоретического максимума в 127 мАч/г. Благодаря слоистой структуре материала ионы калия свободно перемещаются между слоями во время зарядки и разрядки.

Лабораторные испытания подтвердили: даже при высокой скорости зарядки аккумулятор сохраняет 85% своей ёмкости. Такие показатели делают технологию перспективной для применения в различных областях – от мобильных устройств до систем хранения возобновляемой энергии.

На следующем этапе исследований специалисты займутся поиском оптимального электролита для повышения эффективности батареи. Группа планирует работать со специалистами по робототехнике, чтобы автоматизированно протестировать тысячи потенциальных химических комбинаций в поисках идеального электролита.