Калиевые батареи — перспективная замена литиевым, поскольку калий дешевле и доступнее. Однако для их производства нужны новые материалы, так как обычные катоды для лития не подходят.
Коллектив ученых из России и Китая выбрал путь органической химии. Они синтезировали соединение TPHATP с расширенной π-системой и большим числом активных азотных центров. Это повысило его способность обратимо связывать крупные ионы калия.
В тестах материал показал высокую удельную емкость — до 350 мА·ч/г. После 600 циклов батарея сохраняла стабильную емкость около 200 мА·ч/г. Главный прорыв — работа при сверхнизких температурах. При –50 °C батарея сохранила 73% начальной емкости (147 мА·ч/г). После возвращения к комнатной температуре емкость полностью восстановилась.
Это открывает путь к созданию источников питания для Арктики, космоса и высокогорья. Сейчас ученые работают над подавлением растворения активного материала, например, создавая на его основе полимерные структуры.
В разработке приняли участие специалисты из ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии, Института органической химии имени Н. Д. Зелинского и Института физики металлов имени М. Н. Михеева УрО РАН, Уральского федерального университета, Харбинского политехнического университета (Китай). Исследование опубликовано в журнале Chemical Communications.
Ранее Наука Mail писала о том, что ученые запустили первую в России «холодную» геотермальную станцию.
