Baterie antyperowskitowe nie eksplodują tak jak ich litowo-jonowe odpowiedniki

Baterie wykonane z materiałów stałych mogą stać się bezpieczniejsze dzięki nowemu strukturalnemu układowi atomów.

Udało się to naukowcom z InstytutuZintegrowane badania nad komórkami i materiałami (iCeMS) na Uniwersytecie w Kioto. Opracowali nowy rodzaj antyperowskitu. Ten typ związku polega na połączeniu dwóch rodzajów ujemnie naładowanych anionów i jednego rodzaju dodatnio naładowanych kationów. Mają także wiele interesujących właściwości, w tym nadprzewodnictwo i, w przeciwieństwie do większości materiałów, kurczenie się pod wpływem ogrzewania.

Antyperowskity bogate w lit i sód, takie jakpodobnie jak Li3OCl i Na3OCl, przyciągają uwagę naukowców ze względu na wysoką przewodność jonową i stężenie metali alkalicznych, co czyni je obiecującą alternatywą dla ciekłych elektrolitów stosowanych w akumulatorach litowo-jonowych. „Jednak osiągnięcie przewodnictwa porównywalnego do przewodnictwa litowo-jonowego w ciałach stałych było wyzwaniem” - wyjaśnia chemik Hiroshi Kageyama, który kierował badaniami.

Kageyama i jego zespół zsyntetyzowali nowerodzina antyperowskitów bogatych w lit i sód, która rozwiązała problem przewodnictwa. Zamiast „twardych” anionów tlenu i halogenów, ich antyperowskity zawierają anion wodoru zwany wodorem oraz „miękkie” aniony chalkogenowe, takie jak siarka.

Miękka sieć anionowa zapewnia idealną ścieżkę przewodzenia jonów litu i sodu, którą można dodatkowo wzmocnić przez podstawienie chemiczne.

Zalety nowej rodziny antyperowskitów,najwyraźniej częściowo ze względu na zdolność wodorku do zmiany jego wielkości i rozszerzenia przestrzeni kompozycyjnej. Pomaga to ustabilizować strukturę stawu. Ponadto jego anomalny tryb wibracyjny przyczynia się do przewodzenia jonowego.

„Ostatecznie elektrolity w stanie stałym będą znajdować się w całkowicie półprzewodnikowych akumulatorach z jonami metali do pojazdów elektrycznych o wysokich osiągach” - podsumowuje Kageyama.

Czytaj także

Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić

Zobacz najpiękniejsze zdjęcia Hubble'a. Co teleskop widział przez 30 lat?

Nazwany rośliną, która nie boi się zmian klimatycznych. Karmi miliard ludzi