Термические батареи давно привлекают внимание инженеров благодаря способности работать в условиях, где традиционные аккумуляторы быстро деградируют. В то же время их развитие сдерживал эффект шаттла – процесс, при котором промежуточные полисульфиды растворяются внутри элемента питания. Это приводит к необратимой потере серы, снижению емкости и падению эффективности зарядки. Об этом сообщает BGR.
Смотрите также Три технологии, которые изменят биотехнологии в 2026 году
Как китайским ученым удалось уменьшить потери энергии?
Новое исследование, опубликовано в журнале опубликовано в журнале Advanced Science, предлагает перспективный способ решения этой проблемы. Команда ученых из Института технологической инженерии Китайской академии наук под руководством профессоров Ван Суна и Чжу Юнпина разработала новый тип катодного материала, способного существенно ограничить потери, связанные с эффектом шаттла.
Основная идея заключается в создании специального барьера внутри батареи. Этот барьер окружает отдельные частицы активного материала и позволяет нужным ионам свободно перемещаться, одновременно блокируя те компоненты, которые вызывают растворение и деградацию. Таким образом уменьшается потеря серы и стабилизируется работа батареи.
Ключевую роль в этой конструкции играет оболочка из ковалентных органических каркасов, или COF. Это пористые материалы с четкой кристаллической структурой, которые исследователям удалось адаптировать как покрытие для микроскопических каналов внутри батареи. Такое покрытие избирательно контролирует движение ионов, не нарушая общей проводимости.
По словам авторов работы, предложенный подход создает прочную основу для будущих разработок термических батарей с высокой плотностью энергии. Он также может помочь расширить поиск альтернативных материалов для аккумуляторов, уменьшая зависимость от лития.
Термические батареи уже используются в военной технике, аэрокосмических системах и оборудовании для глубокого бурения, где требуется стабильная работа при экстремальных температурах. В отличие от обычных аккумуляторов, они менее чувствительны к жаре и холоду, что делает их особенно перспективными для сложных условий эксплуатации.
Хотя новое исследование не решает все проблемы термических батарей, оно дает ученым мощный инструмент для дальнейших усовершенствований. Это может стать важным шагом к более широкому применению таких источников энергии в гражданских и промышленных технологиях.