Уже четыре десятка лет известно, что литий-металлические батареи по возможностям хранения энергии намного превосходят литий-ионные, повсеместно используемые в мобильной электронике. Препятствуют распространению литий-металлической технологии дендриты — тонкие нитевидные кристаллы, которые образуются на поверхности анода и могут со временем достигать положительного электрода, вызывая короткое замыкание.

Сегодня с такими дендритами борются, устанавливая на их пути между электродами механический барьер, обычно это керамический сепаратор. Но плохая проводимость такого барьера заставляет эксплуатировать батареи при высоких температурах — от 300 до 400 °C. Кроме того, из-за присущей керамике хрупкости этот барьер легко разрушается.

Решение этой проблемы было предложено четырьмя учёными из Корнельского университета в статье для журнала Nature Communications. В сконструированной ими мембране гидрофобный пористый полимер обеспечивает прохождение ионов лития в фазе жидкого электролита, а короткий гидрофильный олигомер, прикреплённый к поверхности наночастиц, дает механическую прочность. Перекрестные связи между наночастицами в полимере препятствуют их слипанию, ухудшающему гибкость и эластичность нанокомпозитов. Размеры пор, достаточные для прохождения катионов, тем не менее, достаточно малы, чтобы останавливать рост дендритов при комнатной температуре.

Такие мембраны особенно привлекательны, поскольку их применение не требует изменять конструкцию источников питания, Кроме того, их структура может эффективно устранять проблему дендритов и в батареях, использующих другие металлы — более распространённые и менее дорогие, чем литий.