Физики Казанского федерального университета разработали и исследовали новый материал, который может существенно улучшить характеристики современных металл-ионных аккумуляторов. Инновационная разработка отличается повышенной долговечностью, безопасностью и имеет большие перспективы применения в энергетической сфере, сообщает ТАСС.
Новый материал представляет собой ковалентный триазиновый каркас с добавлением атомов кремния и фтора. Исследователи отмечают, что подобные каркасные структуры являются многообещающей основой для создания электродов литий-ионных аккумуляторов благодаря высокой пористости и стабильности при химических и температурных воздействиях. Однако существующие варианты имеют недостаточную электропроводность, что негативно влияет на их электрохимические свойства.
Ведущий научный сотрудник Садегх Кавиани подчеркивает важные достоинства ковалентных триазиновых каркасов: они поддаются легкой модификации, обладают малым весом, гибкостью и экологичностью, а также потенциально низкой стоимостью производства.
Исследование материала проводилось с использованием метода функционала плотности. Ученые тщательно проанализировали механическую и термодинамическую устойчивость структуры, а также различные энергетические параметры соединения.
Результаты исследований показали, что новый материал способен обеспечить высокую емкость и стабильную работу при циклах зарядки-разрядки литий-ионных аккумуляторов. Его теоретическая емкость достигает 462 мАч/г, что значительно превышает показатели используемого сейчас графена (372 мАч/г).
Особую ценность материалу придает эффективное взаимодействие с ионами лития и низкие диффузионные барьеры на поверхности монослоя, что обеспечивает высокую скорость зарядки и разрядки аккумуляторов.
