Литий-воздушные аккумуляторы преодолели барьер производительности благодаря новому 2D-катализатору

Инженеры из Корейского института науки и технологий (KIST) и Института передовых инженерных разработок (IAE) представили катализатор, который задействует всю поверхность двумерного диселенида вольфрама (WSe2). Ранее химические реакции в таких материалах ограничивались только краями нанолистов, что замедляло работу батарей. В рамках проекта, опубликованного в Materials Science and Engineering: R: Reports, ученые внедрили атомы платины (Pt) в структуру WSe2, создав вакансии на местах атомов селена (Se).

Эти атомные пустоты стали активными центрами для адсорбции кислорода. По словам доктора Чон Сохи (Jeong Sohee), стратегия позволила превратить пассивную плоскость материала в работающий катализатор без потери электропроводности. Технология решает главную проблему литий-воздушных систем — низкую скорость реакций и быструю деградацию при зарядке.

Испытания показали, что аккумуляторы с новым катализатором выдерживают более 550 циклов при высокой скорости заряда (1 C-rate). Система оказалась стабильнее дорогостоящих коммерческих аналогов на основе Pt/C и оксида рутения (RuO2) в широком диапазоне нагрузок от 0,1C до 3C.

Как отмечает доктор Ли Кванхи (Lee Kwang-hee), разработка ускоряет внедрение высокомощных литий-воздушных батарей, чья плотность энергии в 10 раз выше литий-ионных. Исследование проводилось при участии Ливерморской национальной лаборатории (LLNL). Помимо транспорта, новый метод контроля структуры планируют применять в топливных элементах и системах электролиза воды.