Вообще говоря, зарядка электромобиля занимает около 10 часов. Даже с технологией быстрой зарядки вам все равно понадобится не менее 30 минут. Если бы электромобили можно было «перезаряжать» так же быстро, как традиционные бензиновые автомобили, нехватка зарядных станций для электромобилей была бы уменьшена.

Понятно, что эффективность литий-ионных аккумуляторов зависит от способности материала анода накапливать ионы лития. Недавно исследовательская группа из Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH) в Южной Корее разработала новый анодный материал и совершила прорыв. Последние результаты исследований были недавно опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.

Сообщается, что они использовали новый метод самосмешивания для синтеза нанолистов феррита марганца с большой площадью поверхности посредством простого процесса реакции замещения. Этот новый материал может хранить больше ионов лития, выходя за пределы теоретических ограничений.

В этом исследовании исследовательская группа разработала новый метод синтеза нанолистов феррита марганца, материала, который обладает как превосходными способностями хранения энергии ионов лития, так и хорошими ферромагнитными свойствами. Исследователи говорят, что эта революционная технология увеличивает емкость аккумулятора примерно в 1,5 раза по сравнению с теоретическим пределом и позволяет полностью заряжать электромобили за шесть минут.

В частности, они сначала провели реакцию замещения в растворе, в котором смешались оксид марганца и железо, образовав гетероструктурное соединение с оксидом марганца внутри и оксидом железа снаружи. Затем команда использовала гидротермальный метод для изготовления нанолистов феррита марганца толщиной всего лишь нанометров. Этот подход использует преимущества электронов с высокой спиновой поляризацией, что значительно улучшает способность хранить большие количества ионов лития.

В этом исследовании исследовательская группа разработала новый метод синтеза феррита марганца в качестве анодного материала, известного своей превосходной способностью накапливать ионы лития и ферромагнетизмом. Сначала в смешанном растворе оксидов марганца и железа происходит реакция электрозамещения, в результате которой образуется гетероструктурное соединение с оксидом марганца внутри и оксидом железа снаружи.

Эта инновация позволяет команде эффективно превысить теоретическую емкость марганцево-ферритовых анодных материалов более чем на 50%. Расширение площади поверхности анодного материала облегчает одновременное движение большого количества ионов лития, тем самым увеличивая скорость зарядки аккумулятора. Результаты экспериментов показывают, что для полной зарядки аккумулятора, емкость которого эквивалентна емкости электромобилей, представленных в настоящее время на рынке, требуется всего 6 минут.

Исследователи заявили, что это исследование упрощает сложный процесс подготовки анодных материалов и добилось прорывного прогресса в увеличении емкости аккумулятора и ускорении зарядки.

«Рациональная конструкция использования спина электронов для изменения поверхности с целью преодоления электрохимических ограничений традиционных анодных материалов и повышения емкости аккумулятора является новым пониманием. Эта разработка может повысить долговечность аккумулятора и сократить время зарядки электромобилей». Они сказали.