Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новую методику анализа и проектирования ионопроводящих материалов, являющихся ключевым компонентом аккумуляторных батарей. Она основывается на понимании того влияния, которое на миграцию ионов оказывают вибрации кристаллической решётки проводника, называемые фононами.

В статье для журнала Energy and Environmental Science учёные представили результаты пятилетних исследований, демонстрирующие хорошую корреляцию между свойствами решётки, определяемыми путём моделирования, и ионной проводимостью материала, измеряемой экспериментально. Было установлено, что частоту вибраций самого лития можно настраивать, изменяя структуру его решётки (расстояние между атомами) путём легирования.

«Эта новая концепция предоставит мощный инструмент разработки новых, лучше функционирующих материалов, и может значительно увеличить количество энергии, хранимой в батарее заданного размера или веса, а также улучшить безопасность», — говорится в статье.

Новые методики могут быть адаптированы для анализа материалов для других электрохимических процессов: твёрдооксидных топливных элементов, мембранных систем опреснения или реакций, генерирующих кислород.