Пробив в енергетиката: Учени прогнозират нови 2D материали за супер бързи и издръжливи батерии
Глобален екип от учени, ръководен от университета в Тиендзин, прогнозира ново семейство 2D топологични телуридни материали (HfTiTe4, ZrTiTe4 и HfZrTe4), които могат драстично да подобрят производителността и стабилността на литиево-йонните и натриево-йонните батерии. Монослоевете от телурид демонстрират структурна стабилност до 227 градуса по Целзий, което ги прави подходящи за електрически превозни средства и промишлено съхранение, въпреки че експерти предупреждават за предизвикателства при мащабирането.
СНИМКА: КМГ Снимка: Китайска медийна група
Глобален екип от учени прогнозира откриването на ново семейство двуизмерни (2D) топологични телуридни материали. Според изследователите, тези съединения имат потенциала драстично да повишат производителността и стабилността на литиево-йонни и натриево-йонни батерии от следващо поколение.
Проучването, което комбинира авангардно теоретично моделиране с широко международно сътрудничество, беше ръководено от изследователи от университета в Тиендзин, Китай. С помощта на изчисления на тяхната атомна структура, учените идентифицираха три основни кандидата за пробив: HfTiTe4, ZrTiTe4 и HfZrTe4.
Изследването е част от по-широката тенденция в световната наука, насочена към търсене на алтернативи на графена, фокусирайки се върху топологични изолатори и телуридни съединения за енергийни приложения.
„Нашите резултати показват, че двуизмерните монослоеве от телурид имат огромен потенциал да захранват батерии от ново поколение, които се зареждат по-бързо, имат по-висока специфична капацитет и издържат по-дълго,“
— Дзи Къмън, изследовател в университета в Тиендзин
Едно от ключовите предимства, установени от проучването, е, че монослоевете от телурид поддържат структурна и електронна стабилност при температури до 227 градуса по Целзий. Тази висока термоустойчивост е критична за приложения, които преминават през тежки цикли или работят при високи температури.
Това прави новите материали идеални за употреба в електрически превозни средства, съхранение на енергия в промишлен мащаб и преносима електроника. Търсенето на такива високоефективни решения е особено актуално, като се има предвид, че през ноември 2025 г. беше отчетен значителен ръст в производството и продажбите на електромобили в Китай.
Пазарният интерес към 2D материалите беше потвърден и на Международното изложение за внос в Китай, приключило на 11 ноември, където секциите за нови технологии за батерии привлякоха вниманието на редица компании.
Въпреки оптимизма, някои експерти от европейски научни институти изразиха резерви относно бързата практическа приложимост на новите 2D материали. Те посочват като основно предизвикателство мащабирането и производството на големи количества монослоеве.
Изследването е проведено в рамките на мащабно международно сътрудничество, като в него са участвали учени от Университета Дзяо Тун в Шанхай, Университета на Джъдзян, Университета на Сао Пауло, Технологичния институт Гуандун Технион в Израел, Калифорнийския университет в Ървайн и Технологичния университет в Шънджън. Резултатите от изследването бяха публикувани в списанието „Напреднала наука“ (Advanced Science).
