Российские химики продвинулись в изготовлении органических батарей

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета в составе международной группы исследователей разработали электродную установку, которая поможет лучше изучить свойства различных материалов и в перспективе позволит создать органические батареи — безопасные аналоги литий-ионных аккумуляторов.

Результаты работы, поддержанной грантом РНФ, были опубликованы в научном журнале Energy & Environmental Science.

Сегодня традиционные литиевые аккумуляторы используются повсеместно: в компьютерах, сотовых телефонах, фотоаппаратах и другой технике. Однако при производстве таких аккумуляторов используются тяжелые металлы, например никель и кобальт, которые при утилизации техники попадают в почву и грунтовые воды, загрязняя окружающую среду. Кроме того, металлы могут накапливаться в организме и приводить к интоксикации. Вместе с тем ресурсы для изготовления литиевых аккумуляторов ограничены, и с каждым годом рудные месторождения по всему миру истощаются.

Международная команда ученых, в состав которой вошли химики научной группы «Органические электродные материалы для химических источников тока» СПбГУ, разработала электродную установку, на которой с помощью электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) исследовали различные полимеры. Метод ЭПР позволяет определить наличие радикалов и протекающих окислительно-восстановительных реакций в структуре активного электрода, проанализировать его свойства и разработать стратегии для увеличения эффективности его работы. Это позволяет подобрать вещества, наиболее подходящие для создания органических батарей, превосходящих литий-ионные технологии по эффективности. Кроме того, метод дает возможность выявлять изменения в пленке и обнаруживать неактивные центры, наличие которых снижает эффективность работы аккумулятора.

На базе научной лаборатории Berlin Joint EPR lab химики провели эксперименты на пленке p-DiTS — она достаточно стабильна из-за фрагментов гетероциклического радикала TEMPO (2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-ил)оксил), но теряет свою активность после 36 циклов окислительно-восстановительных реакций. Это связано с тем, что на пленке формируются области из электрохимически неактивных частиц, что приводит к ухудшению проводимости.

Разработанная электродная установка позволяет нам провести исследование и понять, как на пленке образуются такие «пустые» области. Это даст возможность химически изменять структуру полимера, чтобы в итоге получить материал с высокой емкостью и стабильностью»,

— пояснил руководитель проекта, профессор кафедры электрохимии СПбГУ Олег Левин.

В качестве возможных материалов могут выступать проводящие полимеры, содержащие нитроксильные радикалы. Они работают на окислительно-восстановительных реакциях: при разрядке радикал окисляется до положительного катиона, а при зарядке восстанавливается обратно, что позволяет увеличить энергоэффективность аккумулятора. Сейчас уже разработаны прототипы аккумуляторов на основе нитроксильных радикалов, которые могут заряжаться за считаные секунды, однако их энергия пока в два раза меньше, чем у литий-ионных систем.

В настоящее время разработка способов эффективного и безопасного хранения электроэнергии очень актуальна.

Результаты нашей работы помогут приблизить широкое производство органических аккумуляторов, которые не содержат тяжелых металлов. Они будут достаточно эффективными в работе, безопасными в использовании и простыми в утилизации вместе с бытовыми отходами»,

— рассказал Олег Левин.

27.07.2022





Энергия

Чистого с листа. Учёные представили технологию производства чистого топлива из искусственных листьевЧистого с листа. Учёные представили технологию пр...

Фотосинтез назвали фотосинтезом в 1877 го...

На черном свет клином не сошелсяНа черном свет клином не сошелся

Удел солнечных панелей — лежать на&...

В Якутии нашли потенциальную основу сверхъемких аккумуляторовВ Якутии нашли потенциальную основу сверхъемких а...

Группа ученых из Кольского научного центр...

Российские химики продвинулись в изготовлении органических батарейРоссийские химики продвинулись в изготовлении орг...

Ученые Санкт-Петербургского государственного у...

Аспирант Московского Политеха разработал энергосберегающий прототип приточной вентиляции для охлаждаемых помещенийАспирант Московского Политеха разработал энергосб...

На факультете химической технологии и био...

В СПбГУ создадут лабораторию по разработке энергоэффективных и безопасных аккумуляторовВ СПбГУ создадут лабораторию по разработке энерго...

14 апреля Санкт-Петербургский государственный ...

Сорок цифровых подстанций России оснастят оборудованием от резидента ОЭЗ «Технополис Москва»Сорок цифровых подстанций России оснастят оборудо...

Инновационные оптические трансформаторы от&nbs...

ТПУ участвует в разработке российского комплекса для вывода из эксплуатации установок обогащения уранаТПУ участвует в разработке российского комплекса ...

Инженеры Томского политехнического университет...

В России разработали недорогую технологию очистки нефти от серыВ России разработали недорогую технологию очистки...

Технология с использованием электромагнит...

Химики и дизайнеры СПбГУ совместно создали обложку для статьи в престижном научном журналеХимики и дизайнеры СПбГУ совместно создали обложк...

Ученые Санкт-Петербургского государственного у...

Роботы ближайшего будущего обойдутся без батарейРоботы ближайшего будущего обойдутся без батарей

Если мы упоминаем автономные источники эн...

Дни дорогостоящих платиновых катализаторов сочтеныДни дорогостоящих платиновых катализаторов сочтен

Буквально на днях мы сообщили о ...

Содержание платины в катализаторе сократят в 4 раза без снижения эффективностиСодержание платины в катализаторе сократят в 4 ра...

Американские ученые нашли новый катализатор, к...

Проблема хранения энергии будет решенаПроблема хранения энергии будет решена

Инженеры из Массачусетского технологическ...

Светодиодные лампы будут излучать оптимальный белый цветСветодиодные лампы будут излучать оптимальный бел...

Физики из университета Толедо открыли пер...

Российские и египетские ученые предложили новый композит для солнечных электростанцийРоссийские и египетские ученые предложили новый к...

Современные солнечные электростанции становятс...

Железо сделает преобразование солнечной энергии дешевлеЖелезо сделает преобразование солнечной энергии д...

Ученым впервые удалось воспроизвести молекулу ...

Новый дизайн литиевой батарейки сделает ее мощнееНовый дизайн литиевой батарейки сделает ее мощнее

Профессор химической инженерии Линден Арчер из...

Как Китаю удалось активировать god modeКак Китаю удалось активировать god mode

Е=mc2. Энергия равна массе, умноженной на ...

Cоздан суперконденсатор, параметры которого соизмеримы с показателями литий-ионных батарейCоздан суперконденсатор, параметры которого соизм...

Рост мощностей устройств приводит к увели

В Индии создана ветровая электростанция для дома по цене айфонаВ Индии создана ветровая электростанция для дома ...

В деле обеспечения страны и населения эле...

Китайцы создали самую маленькую атомную электростанциюКитайцы создали самую маленькую атомную электрост...

Разработки китайского института по ядерны...

Солнцу и ветру братьяСолнцу и ветру братья

Ткани, способные генерировать электричество от...

На рынке появится безопасная батарея с недорогой начинкойНа рынке появится безопасная батарея с недорогой ...

Химики из университета Ватерлоо разработа...

Австралийские ученые разработали солнечные панели с рекордным КПДАвстралийские ученые разработали солнечные панели...

В Австралии обновили рекорд эффективности солн...

Нижегородские школьники рассказали, как экономить воду и электричествоНижегородские школьники рассказали, как экономить...

В Нижнем Новгороде подвели итоги детского конк

Сочетание разных материалов дает высокую конверсионную эффективностьСочетание разных материалов дает высокую конверси...

Подобно тому, как межрасовые браки являют...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Амилоиды участвуют во взаимодействиях растений с бактериямиАмилоиды участвуют во взаимодействиях растений с бакте
Об изысканиях Института ядерных исследований РАН в области флеш-терапииОб изысканиях Института ядерных исследований РАН в обл
Нюансы ремонта автомобиля по полису обязательного страхования ОСАГОНюансы ремонта автомобиля по полису обязательного стра
Перчатки с подогревом, приложение для поиска переводчиков и другие разработкиПерчатки с подогревом, приложение для поиска переводчи
Химики СПбГУ научились управлять люминесценцией кристалловХимики СПбГУ научились управлять люминесценцией криста