Органический материал для электродов калий-ионных аккумуляторов большой емкости и мощности разработала команда российских и польских ученых, сообщает 13 декабря портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу Уральского федерального университета (УрФУ), сотрудники которого приняли участие в проекте.

Разработчики предполагают, что такие калий-ионные аккумуляторы с органическими электродами из октагидрокситетраазапентацендиона (OHTAPQ) станут экологичной и экономичной заменой литий-ионным аккумуляторам.

Описание своего исследования ученые из Института проблем химической физики РАН (Черноголовка), Уральского федерального университета и Уральского отделения РАН (Екатеринбург), Центра энергетических наук и технологий Сколтеха (Москва) и Силезского технологического университета (Гливице, Польша) опубликовали в Journal of Power Sources.

Соавтор разработки, доцент кафедры электрофизики УрФУ Иван Жидков рассказал, какие цели ставили перед собой исследователи: «При разработке органических материалов для аккумуляторов мы ставим перед собой две задачи. Первая — создать эффективный аккумулятор, который будет запасать много энергии и будет легким. При одинаковом количестве циклов заряда-разряда, но при большем запасе энергии заряда батареи будет хватать на большее время. Вторая — достигнуть его стабильности по количеству циклов зарядки-разрядки, в течение которых он сохранит работоспособность».

Эти задачи исследователи решили. Их аккумулятор продемонстрировал удельную емкость более 200 мАч/г при 0,6 А/г. Стабильность калиевого аккумулятора с катодом OHTAPQ составила более 1200 циклов зарядки/ разрядки. А его удельная мощность равна более 41 000 Вт/кг.

Ученые в своей статье отметили, что OHTAPQ можно использовать в сверхбыстрых устройствах гибридного типа для различных мощных приложений. Кроме того, низкий потенциал разряда таких электродов предполагает, что они могут стать очень привлекательными и безопасными анодами для полностью ионно-калиевых элементов, использующих высоковольтные катоды.

Иван Жидков пояснил: «Органические аккумуляторы обладают большим потенциалом для широкого применения. Органические материалы легче неорганических, а энергии запасают больше. Например, если облегчить аккумуляторы электромобиля, машина будет меньше весить или на тот же вес будет запасать больше электроэнергии, то есть увеличится длительность хода. То же касается телефонов и других устройств, работающих на аккумуляторах».