JCS: ученые в РФ обнаружили интересную замену литиевым аккумуляторам

Специалисты Дальневосточного федерального округа создали новую технологию синтеза феррита цинка, доказав его потенциал как катодного материала для современных твердотельных батарей. Это открытие открывает перспективы для разработки экономически выгодных и экологически чистых источников питания, включая аккумуляторы для имплантируемых медицинских устройств.

Исследовательская работа проводилась коллективом ученых Сахалинского государственного университета совместно с коллегами из Дальневосточного федерального университета и Кольского научного центра Российской академии наук. Результаты исследования опубликованы в престижном международном журнале Journal of Composites Science.

Феррит цинка был получен с использованием золь-гель метода, который широко применяется и легко масштабируется. Экспериментальные данные показали, что этот материал обладает высокой электропроводностью для катодов твердотельных батарей, превосходя теоретические ожидания.

Руководитель проекта, заведующий лабораторией "Электрохимические источники для возобновляемой энергетики" Сахалинского государственного университета Олег Шичалин, подчеркнул, что основная цель исследования — замена лития в батареях. Литий является ограниченным и токсичным ресурсом, а его электролиты пожароопасны. В связи с этим ученые активно ищут альтернативные материалы для твердотельных батарей.

Твердотельные батареи на основе феррита цинка будут иметь меньшую емкость по сравнению с литиевыми, но будут значительно безопаснее. Они могут использоваться в инвазивной хирургии для питания имплантируемых устройств без риска токсического воздействия на организм. В настоящее время ученые сотрудничают с медицинским центром и планируют провести испытания на животных после создания прототипа.

Следующий этап исследования включает разработку керамического сепаратора и анода из цинковых материалов. Эти компоненты будут объединены в единый модуль с использованием технологии искрового плазменного спекания, широко применяемой в производстве твердотельных батарей. После создания прототипа планируется исследование его электрохимических характеристик и подготовка к испытаниям для имплантируемых устройств.

Ученые планируют завершить разработку прототипа к концу 2026 года. При поддержке промышленных партнеров возможно дальнейшее развитие технологии и создание новых портативных аккумуляторов для электроники и транспорта.