Сердце обычной батарейки — это специальный материал, который накапливает и отдает энергию. Ученые нашли способ создавать этот материал из цинка и железа, используя особую технологию — так называемый золь-гель метод.
Они не просто смешивают ингредиенты, а выращивают особую, идеальную структуру, похожую на губку с очень мелкими порами. Благодаря этому «ионная губка» пропускает через себя заряженные частицы намного легче и быстрее, чем материалы в обычных батареях. Это делает новый источник энергии более эффективным, безопасным (так как он негорючий) и потенциально более дешевым, чем привычные литиевые аккумуляторы.
«Наше исследование наглядно показывает, что путем целенаправленного выбора метода синтеза можно создавать материалы с заранее заданными свойствами. Феррит цинка, полученный золь-гель методом, демонстрирует проводимость, превосходящую теоретические ожидания, что делает его исключительно перспективным для применения в твердотельных батареях будущего», – сообщил руководитель проекта, заведующий лабораторией «Электрохимические источники для возобновляемой энергетики» СахГУ Олег Шичалин.
Как отметил заместитель генерального директора ФИЦ КНЦ РАН по науке, академик РАН Иван Тананаев, проведенное исследование — это не просто сравнение двух методик синтеза. Это системный шаг от фундаментального понимания кристаллохимии ионной проводимости в шпинельной структуре к целенаправленному созданию функционального материала с заданными свойствами.
«Мы не только показали, что феррит цинка является перспективной основой для катодов твердотельных батарей, но и определили оптимальный технологический маршрут его получения, что крайне важно для будущей промышленной реализации», – объяснил академик.
Полученные результаты закладывают основу для создания прототипов аккумуляторных ячеек, которые в перспективе могут прийти на смену традиционным решениям в области портативной электроники и электрического транспорта.
Значимость этого достижения подтверждена публикацией в международном научном журнале Journal of Composites Science.
Исследования реализуются по государственному заданию Минобрнауки России в сфере научной деятельности по проекту № FEFF-2024–0001 «Синтез перспективных функциональных материалов и моделирование электрохимических устройств для водородной энергетики».
