Учёные Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва начали работу над созданием аккумуляторных батарей из алюминия. Они будут безопаснее, дешевле и экологичнее нынешних литий-ионных батарей, и смогут найти широкое применение в электромобилях и системах хранения энергии. Научно-исследовательские работы по этой теме ведутся в Межвузовском научно-исследовательском центре по теоретическому материаловедению (МНИЦТМ) Самарского университета.
Разработка твёрдых электролитов на основе алюминия – это новое слово в мировой науке. Первая научная работа по этой теме появилась в зарубежных научных изданиях только в 2015 году. Однако российские ученые уверены, что для появления алюминиевых батарей есть веские основания. «Ион алюминия может иметь степень окисления +3, в то время как литий - только +1. А это значит, что теоретически один атом алюминия может переносить в 3 раза больший заряд, чем литий. Соответственно и ток, который будут давать алюминиевые батареи при прочих равных условиях может быть до трех раз выше, чем литиевых. В то же время, атомы алюминия намного крупнее атомов лития, поэтому их диффузия в веществе затруднена. Кроме того, литиевые аккумуляторы имеют очень высокую плотность хранения энергии. Смогут ли алюминиевые аккумуляторы достичь или превзойти «литиевый предел плотности энергии - пока не ясно. Но очевидно то, что алюминий намного дешевле лития и это один из самых распространенных на Земле элементов», - говорит научный сотрудник МНИЦТМ, кандидат физико-математических наук Артём Кабанов.
Расчет свойств перспективных материалов для новых батарей производится в Самарском университете с помощью программных комплексов ToposPro и VASP. ToposPro, разработанный в МНИЦТМ, содержит базы данных о более чем 1 млн. веществ, снабженную экспертной системой оценки свойств материалов разного состава и строения. VASP – всемирно известный программный комплекс для квантово-механического моделирования свойств твердых тел. Объединение двух мощных методов изучения вещества позволяет учёным университета получать качественно новые результаты. Новые перспективы по созданию, экспериментальной проверке и внедрению в производство новых аккумуляторов на основе алюминия и других металлов появляются у ученых Самарского университета и благодаря сотрудничеству с немецкими коллегами из Института экспериментальной физики Технического университета Фрайбергской горной академии (TUBAF , Фрайберг, Германия).
продолжение материала на портале "САМАРА СЕГОДНЯ" 18.07.16