Литий-ионные аккумуляторы считаются сейчас лучшей технологией для элементов питания — у них долгий цикл, высокая удельная мощность и плотность энергии. Однако для транспорта следующего поколения этого недостаточно. Альтернативой могут стать литий-селеновые батареи, обладающие высокой теоретической емкостью и еще большей проводимостью.

Команда исследователей из Великобритании и Австралии описали технологию использования одноатомного катализатора для создания высокоэффективных катодов для литий-селеновых батарей. Их изобретение продемонстрировало хороший потенциал и выдающуюся производительность, сообщает Science Daily.

В основе инновации лежит разновидность металлорганических каркасов — цеолитные имидазолатные каркасы (ZIF) — помещенные на поверхность сфер из полистирола. Затем ZIF преобразовали в полые структуры из углеродного материала. В ходе последующей модификации ученым удалось получить электрокатализатор из атомного кобальта, легированный азотом полый пористый карбон и кобальтовые наночастицы. Соединив селен с полой структурой углеродных частиц, они изготовили композит углерода-селена.

Катализатор из атомов кобальта стал катодом литий-селеновой батареи, которая продемонстрировала улучшенную электрохимическую производительность, в частности, улучшенной емкости (311 мА*ч/г) и отличной стабильности (267 мА*ч/г после 5000 циклов) с выходом по току около 100%.

Ученые убеждены, что разработанный ими материал может стать ключевой технологией для батарей нового поколения.