В частности ученые хотят использовать установку для создания более экологичного аналога литийионных аккумуляторов — на установке можно подобрать вещества, оптимальные для создания органических батарей.
В ее основе лежит использование метода электронного парамагнитного резонанса, суть которого заключается в поглощении неспаренными электронами электромагнитного излучения. С его помощью можно определять радикалы, ионы и прочие структуры, которые могут образовываться в ходе окислительно-восстановительных реакций, протекающих внутри литийионных аккумуляторов.
Авторы использовали в качестве возможных материалов проводящие полимеры, содержащие нитроксильные радикалы — именно на их основе можно получить стабильные и экологичные устройства. Сейчас уже созданы прототипы аккумуляторов на основе нитроксильных радикалов, которые могут заряжаться за считанные секунды, однако их энергия пока в два раза меньше, чем у литийионных систем. В будущем ученые будут дорабатывать устройства.
Авторы провели эксперименты с пленкой p-DiTS, содержащей нитроксильную группу. Она оказалась достаточно стабильна, но все же 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. Понимание, как образуются такие области, позволит химикам модифицировать структуру полимера, и получить материалы с высокой емкостью и стабильностью.
«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», — рассказывает руководитель проекта, профессор кафедры электрохимии Санкт-Петербургского государственного университета Олег Левин.
Ранее российские физики разработали черный поглотитель света для солнечных батарей будущего.
