Літій-іонні акумулятори, які використовуються в сучасній побутовій електроніці, відрізняються високою ефективністю, але їхня вартість та тривалість служби залишають бажати кращого. Однак, дослідники Стенфордського університету знайшли рішення, використовуючи звичайне залізо, яке є доступним матеріалом.

Вчені провели експеримент, в якому вдалося перевести залізо в стан з більш високою енергією, ніж будь-коли раніше. Це відкриття, за їхніми словами, може кардинально змінити майбутнє не лише літій-іонних акумуляторів, а й інших енергетичних технологій.

Які переваги заліза в нових акумуляторах?

Виявилося, що просте залізо здатне вивільняти та поглинати більше електронів, ніж вважалося раніше. Це означає, що для нових типів батарей можуть більше не знадобитися дорогі матеріали, такі як кобальт або нікель. Головне відкриття полягає в точному налаштуванні структури сполуки, що складається з літію, заліза, сурми та кисню. При розміщенні в наномасштабі матеріал дозволяє атомам заліза багаторазово віддавати і знову поглинати п’ять електронів, що значно перевищує звичайні два-три.

Чому це відкриття важливе для майбутнього енергетики?

Додаткові електрони виходять не лише від атомів заліза, а й кисень відіграє важливу роль у цьому процесі. Один із дослідників зазначив: “Було б занадто просто назвати героєм тільки залізо або тільки кисень — атоми тут поводяться як єдине ціле”. Повернення заліза в науку про акумулятори є ключовим моментом, адже раніше катоди на основі заліза вважалися занадто низьковольтними для сучасних накопичувачів енергії, а тепер вони можуть змагатися навіть із дорогим кобальтом, який, до того ж, важкодоступний.

Раніше стало відомо, що нові батареї працюють утричі довше за літій-іонні аналоги, зокрема йдеться про літій-залізо-фосфатні батареї. Також повідомлялося, що нова технологія з Китаю кардинально поліпшила літієві батареї, дозволяючи їм безпечно працювати протягом тисяч годин.