Завдяки новому дослідженню Массачусетського технологічного інституту (MIT), яке частково фінансувалося компанією Lamborghini, ми можемо незабаром побачити кінець важкодоступних і часто проблематичних матеріалів з рідкісних металів, які використовуються в батареях майбутніх електромобілів.
Метою дослідження Массачусетського технологічного інституту була заміна кобальту і нікелю, які зазвичай використовуються в якості катодів у сучасних літій-іонних батареях, на органічні матеріали, які можна було б виробляти за значно нижчою вартістю. Це також зменшило б вплив на планету і дозволило б проводити електроенергію з такою ж швидкістю, як кобальтові батареї.
“Я думаю, що цей матеріал може мати великий вплив, тому що він працює дуже добре”, – пояснює Мірча Дінке (професор енергетики Массачусетського технологічного інституту ім. В.М. Кека) у своєму блозі в MIT. “Він вже конкурує з існуючими технологіями і може заощадити значну частину витрат, болю та екологічних проблем, пов’язаних з видобутком металів, які зараз йдуть на виготовлення акумуляторів”, – додає Дінке.
Кобальт знаходиться в центрі уваги дослідження MIT, оскільки цей дефіцитний метал не тільки важко і небезпечно видобувати, але й проблематично, оскільки більшість світових родовищ кобальту розташовані в політично нестабільних країнах. Це також призводить до регулярних коливань вартості, що є однією з причин високої вартості сучасних електромобілів.
Дослідження, яке тривало шість років, завершилося створенням нового органічного матеріалу, який може стати прямою заміною кобальту та нікелю. Згідно з деталями, нещодавно опублікованими Массачусетським технологічним інститутом, цей матеріал складається з багатьох шарів TAQ (біс-тетраамінобензохінону), органічної невеликої молекули, яка містить три гексагональних кільця, що злиті між собою.
Це складна тема для тих, хто не носить лабораторні халати, але ці шари TAQ можуть виходити назовні в усіх напрямках, утворюючи структуру, схожу на графіт. Усередині молекул є хімічні групи, які називаються хінони, що є резервуарами для електронів, і аміни, які допомагають матеріалу утворювати міцні водневі зв’язки, що гарантують, що вони не розчиняться в електроліті акумулятора (те, що раніше руйнувало органічні катодні сполуки), таким чином подовжуючи термін служби батареї.
Не дивно, що Lamborghini ліцензувала патент на цю технологію, оскільки вона фінансувала дослідження і має певний високопродуктивний електромобіль Lanzador в розробці. Дослідники кажуть, що випробування матеріалу показали, що його провідність і місткість зберігання були порівнянними з традиційними кобальтовмісними батареями. Крім того, батареї з катодом TAQ можна заряджати і розряджати швидше, ніж існуючі батареї, що може прискорити швидкість зарядки електромобілів.
Така швидка швидкість заряджання і розряджання може допомогти надати перевагу таким автомобілям, як Lanzador від Lamborghini, а можливість надшвидкого заряджання зведе нанівець необхідність тривалих зупинок для заряджання – те, проти чого, швидше за все, виступатимуть вибагливі клієнти італійської марки.
Однак Lamborghini також є частиною концерну Volkswagen Group, і, оскільки первинні матеріали, необхідні для виробництва цього типу катодів, вже є комерційно доступними і виробляються у великих кількостях у вигляді товарних хімікатів, ми можемо побачити, як у майбутньому технологія виробництва акумуляторів перейде до доступніших електромобілів.
Читайте також: