Их внутренняя структура определяет ключевые свойства: электропроводность, скорость реакций. Особенно это важно в батареях, где электролит — это как «кровь» батареи, от которой зависит, как быстро она заряжается и сколько прослужит. Ученые уже создали множество эффективных электролитов, но теория долго не поспевала за практикой. Разработка новых составов напоминала поиск иголки в стоге сена, и это тормозило прогресс.

Недавно группа китайских ученых — профессора Ли Фэн, Ян Хуэйконг и Чэн Хуэймин — предложила новый взгляд на проблему. Они исходили из принципов термодинамического равновесия и выявили скрытые закономерности, которые управляют поведением электролитов.

Результаты опубликованы в издании National Science Review.

Оказалось, в микроскопическом мире растворов есть два ключевых «противостояния»:

• Борьба энергий — разные химические связи конкурируют за влияние.
• Баланс порядка и хаоса — система ищет компромисс между стабильностью и свободой.

Эти два фактора определяют, как вещество растворяется и как формируется его структура. Теория объясняет принципы работы современных электролитов и открывает путь к созданию новых, более эффективных составов.

Этот прорыв сократит путь от идеи до готового продукта. Раньше ученые действовали методом проб и ошибок, теперь у них есть карта, которая ведет к оптимальным решениям. В перспективе — более мощные и долговечные аккумуляторы для гаджетов, электромобилей, энергосетей. Кроме того, теория применима не только в батареях, но и в других областях, где важны свойства растворов: медицине, химической промышленности, материаловедении.

Теория опирается на термодинамическое равновесие, но реальные системы часто далеки от идеала. На практике могут вмешаться кинетические эффекты, примеси, внешние условия. Пока неясно, как модель поведет себя в экстремальных режимах — например, при сверхбыстрой зарядке или низких температурах.

Ранее ученые открыли твердый электролит из наночастиц.