Химики из МГУ разработали новый способ синтеза катодного материала, который обеспечит безопасную работу устройства в режиме быстрого заряда (за 30-60 секунд до 75%) и разряда с выдачей высокой мощности и плотности тока. Эта разработка может быть востребована во множестве направлений инновационной промышленности, включая робототехнику, БПЛА и электромобили.
Разработка систем хранения энергии в настоящее время является одной из важных задач науки и техники. Это связано с массовым распространением автономных устройств (бытовой электроники), а также массовой электрификацией традиционных рынков сгораемого топлива — автомобилей, автобусов, мотоциклов и даже экспериментальных самолётов на электротяге.
Несколько стартапов уже заявили о создании летающих автомобилей и платформ для частного пользования. Огромная индустрия беспилотных летательных аппаратов также использует аккумуляторы как один из основных источников энергии. Важно отметить, что некоторые страны заявили о своих планах вывести из использования автомобильную технику на сгораемом топливе в ближайшие десятилетия, а в Норвегии Tesla является одной из самых продаваемых автомобильных марок (кстати, именно там открылась крупнейшая в мире станция зарядки для электрокаров).
Кроме энергетических и мощностных характеристик крайне важной особенностью является безопасность работы, а также возможность быстрого заряда. Сегодня автомобиль Tesla заряжается за 6 часов, в режиме быстрого заряда — за 3 часа, установки supercharger позволяют зарядить 80% за 30 минут, в то время как заправка бензином занимает считанные минуты.
Группа химиков из МГУ под руководством Евгения Антипова взяла за основу известный катодный материал литий железофосфат (LiFePO4). Основные минусы данного материала — относительно низкая энергоёмкость, низкая электронная и ионная проводимость. Но есть и плюсы: очень высокая стабильность в работе, безопасность и долговечность. Для решения указанных проблем был разработан инновационный синтез, представляющий собой выращивание маленьких кристаллов заданной ориентации из раствора с органическим растворителем.
"Сольвотермальный синтез — это очень гибкий инструмент для синтеза неорганических материалов. Основным преимуществом это метода является возможность влиять на фазовый состав, размер частиц, морфологию и другие характеристики с помощью различных параметров — температуры, давления, концентрации", — рассказывает один из авторов проекта Василий Суманов.
Полученный на выходе материал может быть заряжен за 30-60 секунд на 75-80% без рисков для безопасности, что открывает новые возможности для автономных устройств, ведь именно длительное время заряда зачастую вызывает основные неудобства при использовании устройств с аккумуляторами. Кроме того, материал хорошо работает в высокомощном режиме, что позволяет применять его в различных отраслях автомобилестроения, БПЛА и робототехники.
Кстати, продукцией на основе данной разработки уже заинтересовался целый ряд крупных компаний из "гражданских" отраслей, а также организации, входящие в ВПК РФ.
