Ученые из Сахалинского государственного университета вместе с коллегами из Дальневосточного федерального университета и Кольского научного центра РАН совершили важный шаг в создании энергии будущего. Они разработали новый материал для батарей, и авторитетный международный журнал Journal of Composites Science подтвердил ценность их открытия, опубликовав статью.

Представьте себе обычную батарейку. Ее главная часть — это материал, который умеет накапливать и отдавать энергию. Российские исследователи не просто нашли новый материал, они придумали, как его «вырастить» из доступных и безопасных компонентов — цинка и железа.

Для этого они используют особый рецепт, так называемый золь-гель метод. Ученые не просто смешивают ингредиенты, а создают идельную микроскопическую структуру, похожую на супер-губку с невероятно мелкими порами. Эта «ионная губка» делает новую батарею гораздо эффективнее:

• Выше скорость: Заряженные частицы проходят через материал легче и быстрее.
• Больше безопасности: Материал не горит, что делает батарею надежнее.
• Ниже цена: Цинк и железе доступнее, чем дорогой литий, который используют в большинстве современных аккумуляторов.

Руководитель проекта Олег Шичалин, заведующий лабораторией в СахГУ, так объяснил суть открытия:

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.

Заместитель генерального директора Кольского научного центра, академик РАН Иван Тананаев, добавил, что это не просто сравнение двух способов создания материала. 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, — отметил Тананаев.

Эта работа — основа для создания первых рабочих образцов аккумуляторов. В перспективе такие батареи могут заменить привычные решения в смартфонах, ноутбуках и электромобилях.

Исследования проходят в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования России по проекту «Синтез перспективных функциональных материалов и моделирование электрохимических устройств для водородной энергетики».