Учёные Казанского федерального университета совершили значительный прорыв в исследовании материалов для современных аккумуляторов. Они разработали и детально изучили новый материал, который может существенно улучшить характеристики металл-ионных батарей, делая их более эффективными, безопасными и долговечными, сообщает ТАСС.
Специалисты сосредоточили свое внимание на ковалентном триазиновом каркасе с добавлением атомов кремния и фтора. Этот материал обладает уникальными свойствами, которые делают его идеальным кандидатом для использования в качестве анодного электрода в современных перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторах.
Садегх Кавиани, ведущий научный сотрудник университета, отметил особые преимущества ковалентных триазиновых каркасов. Они отличаются легкостью модификации молекулярной структуры, экологичностью, гибкостью и потенциально низкой стоимостью производства.
В ходе исследования учёные применили метод функционала плотности для всестороннего анализа материала. Они изучили его механическую и термодинамическую стабильность, а также различные энергетические характеристики, включая прочность, теоретическую емкость и особенности диффузии.
Новый материал продемонстрировал впечатляющие результаты. Его теоретическая емкость достигает 462 мАч/г, что значительно превышает показатели традиционного графена (372 мАч/г). Структура материала характеризуется прочными ковалентными связями, обеспечивающими надежность и стабильность.
Айгуль Шамсиева, аспирантка института, подчеркнула, что разработанный монослой эффективно взаимодействует с ионами лития, обеспечивая не только надежность работы, но и высокую скорость зарядки и разрядки аккумулятора благодаря низким диффузионным барьерам.