Глобальный переход на электромобили набирает обороты, однако добыча материалов для аккумуляторов оказывает значительное воздействие на окружающую среду и сопряжена с высокими затратами.

Теперь два исследования, проведенные исследователями из Университета Макгилла, вселяют надежду на поиск более дешевых и экологически чистых литий-ионных батарей, используемых в электромобилях (EV).

Их результаты открывают потенциал для производства батарей с использованием более экологичных и менее дорогих металлов, известных как катодные материалы из неупорядоченной каменной соли (DRX).

В первом исследовании инженеры-исследователи, включая ведущего автора Ричи Фонга, доктора философии. Студент факультета инженерии материалов, специализирующийся на катодах. Катоды, самый дорогой компонент аккумуляторов, традиционно изготавливаются из неэкологичных металлов, таких как кобальт и никель. Железо могло бы быть самой дешевой альтернативой, но до сих пор существующим катодам на основе железа не хватало достаточной емкости для питания электромобилей дальнего действия.

Результаты , опубликованные в журнале Advanced Energy Materials, решительно бросают вызов этому мнению. Исследователи успешно разработали катоды DRX на основе железа, изменив процесс хранения электронов, добившись одной из самых высоких когда-либо зарегистрированных катодных материалов на основе железа . Этот прорыв может сократить затраты на литий-ионные аккумуляторы на 20%.

Во втором исследовании, опубликованном в журнале Energy & Environmental Science , группа под руководством профессора Джинхюка Ли, доцента кафедры горного дела и инженерии материалов и стипендиата Уильяма Доусона, раскрыла потенциал другой устойчивой альтернативы: неупорядоченных веществ на основе марганца. каменные соли (Mn-DRX). Этот материал предлагает высокое энергосодержание при низкой стоимости, но его практическому применению препятствуют низкая электропроводность и структурная нестабильность.

В сотрудничестве с учеными из Корейского передового института науки и технологий они нашли новое решение. Используя многостенные углеродные нанотрубки и клейкое связующее в качестве электродных добавок, они достигли самой высокой плотности энергии практического уровня, когда-либо зарегистрированной для катодов Mn-DRX.

«Наши результаты открывают огромные перспективы для будущего развития литий-ионных аккумуляторов, предлагая путь к более доступным и устойчивым решениям для хранения энергии », — объясняет Ли, добавляя, что отраслевой партнер уже работает вместе с исследователями над выводом этих инноваций на рынок.