Исследователи Сколтех разрабатывают катодный материал фосфатов титана для ионно-калийных батарей

-
12:20
51
Исследователи Сколтех разрабатывают катодный материал фосфатов титана для ионно-калийных батарей

Ученые Центра энергетических наук и технологий (CEST) «Сколтех» в России разработали новый катодный материал на основе фосфата титана, который позволил достичь превосходных энергетических характеристик и стабильной работы при высоких токах разряда в калий-ионных батареях.

Стремительный прогресс в массовом применении металло-ионных батарей усиливает разработку экономически целесообразных электродных материалов на основе земных избыточных элементов. Здесь мы сообщаем о рекордном титановом положительном электродном материале KTiPO4F, обладающем превосходным электродным потенциалом 3,6В в калий-ионном элементе, который чрезвычайно высок для окислительно-восстановительных переходов титана.

Мы предполагаем, что такой неожиданно большой прирост электродного потенциала выигрывает от синергии кумулятивного индуктивного эффекта двух анионов и порядка заряда/отключения. Материалы электродов с углеродным покрытием не проявляют выцветания мощности при цикличности 5C в течение 100 циклов, что в сочетании с чрезвычайно низкими энергетическими барьерами для миграции калия с ионами 0,2 эВ предвосхищает применение в высокоэнергетических приложениях.

Наш вклад показывает, что окислительно-восстановительная активность титана, традиционно рассматриваемая как «восстанавливающая», может быть повышена до потенциалов электродов, близких к 4В, обеспечивая тем самым игровую площадку для разработки устойчивых и экономически эффективных титаносодержащих материалов с положительными электродными характеристиками, обладающих перспективными электрохимическими свойствами.

Стремительное развитие электротранспорта и возобновляемых источников энергии требует коммерчески доступных, безопасных и недорогих решений по хранению энергии на основе металл-ионных батарей. Высокая цена существующей литий-ионной технологии является слабым местом, усугубляемым спекуляциями об ограничениях поставок лития и кобальта, необходимых для производства катода.

Ученым Сколтеха удалось создать коммерчески привлекательный передовой катодный материал на основе фосфата титана — KTiPO4F, обладающий высоким электрохимическим потенциалом и беспрецедентной стабильностью при высоких скоростях заряда/разряда.

Это исключительный результат, который буквально разрушает парадигму, преобладающую в батарейном сообществе, и утверждает, что материалы на основе титана могут работать в качестве анодов только из-за низкого потенциала титана. Мы считаем, что открытие высоковольтного KTiPO4F может дать новый импульс поиску и разработке новых титаносодержащих катодных материалов с уникальными электрохимическими свойствами.

География:
  • Польша
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...