Синтезирован новый материал для аккумуляторов на основе максена и сульфида германия

Учёные из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН) вместе с зарубежными коллегами синтезировали новый анодный материал на основе сульфида германия и максена (MXene) для натрий-ионных аккумуляторов, способный стабильно работать на протяжении большого количества циклов при высоких скоростях заряда/разряда. Предложенный подход открывает новые возможности для получения MXene-содержащих материалов для накопления энергии с высокой удельной электрохимической ёмкостью.

Современные анодные материалы для металл-ионных аккумуляторов делятся на три основных типа. Интеркаляционные материалы обратимо внедряют ионы металла в свою кристаллическую структуру с минимальными изменениями объёма, обеспечивая высокую стабильность и долгий срок службы, чем и обусловлена коммерциализация анодов этого типа и их широкое использование в различных устройствах — от мобильных телефонов до аккумуляторов электротранспорта. Конверсионные материалы вступают в реакцию с полным разрушением и образованием новых соединений, что часто сопровождается большими изменениями объёма и низкой энергоэффективностью. Сплавные материалы образуют сплавы с щелочным металлом, демонстрируя высокие значения ёмкости, однако их применение ограничено колоссальным (до 300 %) объёмным расширением фазы активного материала, приводящим к разрушению электрода.

Несмотря на явные недостатки, конверсионно-сплавные анодные материалы представляют интерес для ряда нишевых применений. Это связано с их принципиально более высокой удельной электрохимической ёмкостью по сравнению с интеркаляционными материалами. Благодаря этому преимуществу они перспективны для использования в областях, где критично максимальное количество энергии, запасённое в минимальном объёме