Исследователи из Притцкерской школы молекулярной инженерии Университета Чикаго в сотрудничестве с компанией Thermo Fisher Scientific обнаружили, что изменение текстуры металлов, таких как литий и натрий, может значительно повысить производительность батарей. Исследование, опубликованное в журнале Joule, показывает, что оптимизация текстуры металла может улучшить скорость заряда и разряда батарей почти в десять раз, особенно в твердотельных батареях с литиевым анодом.
Идеальная текстура для анода батареи позволяет атомам быстро перемещаться вдоль поверхности, что ускоряет процессы заряда и разряда. Ученые обнаружили, что добавление тонкого слоя кремния между литием и токосборником помогает создать нужную текстуру. Это стало возможным благодаря использованию технологии ионного фрезерования в плазменном ионном микроскопе (PFIB-SEM) в сочетании с методом электронной дифракции (EBSD).
Исследовательская группа уже сотрудничает с лабораторией Frontier Research Laboratory компании LG Energy Solution, чтобы внедрить эту технологию в производство. В будущем ученые планируют снизить давление, используемое во время тестирования, чтобы соответствовать промышленным стандартам, а также изучить влияние текстуры на натрий, который может стать альтернативой литию.
Использование натрия в качестве анода в твердотельных батареях может стать прорывом в области энергохранилищ. Натрий более доступен и дешев, чем литий, что делает его перспективным материалом для создания более экологичных и экономичных батарей.
Это открытие открывает новые горизонты для развития технологий хранения энергии. Оптимизация текстуры металлов не только повышает эффективность батарей, но и делает их более доступными и устойчивыми. В будущем такие батареи могут стать основой для более мощных и экологичных устройств, от смартфонов до электромобилей.