Ученые Сахалинского государственного университета совместно с коллегами из ДВФУ и Кольского научного центра РАН совершили прорыв в энергетике, открыв новый материал для источников тока. Значимость этого достижения подтверждена публикацией в авторитетном международном научном журнале Journal of Composites Science.

Если представить обычную батарейку, то ее сердце — это специальный материал, который накапливает и отдает энергию. Ученые нашли способ создавать этот материал из доступных и безопасных компонентов (цинка и железа), используя особую технологию — так называемый золь-гель метод. Если упростить, они не просто смешивают ингредиенты, а выращивают особую, идеальную структуру, похожую на губку с очень мелкими порами. Благодаря этому «ионная губка» пропускает через себя заряженные частицы намного легче и быстрее, чем материалы в обычных батареях. Это делает новый источник энергии более эффективным, безопасным (так как он негорючий) и потенциально более дешевым, чем привычные литиевые аккумуляторы.

«Наше исследование наглядно показывает, что путем целенаправленного выбора метода синтеза можно создавать материалы с заранее заданными свойствами. Феррит цинка, полученный золь-гель методом, демонстрирует проводимость, превосходящую теоретические ожидания, что делает его исключительно перспективным для применения в твердотельных батареях будущего», — сообщил руководитель проекта, заведующий лабораторией «Электрохимические источники для возобновляемой энергетики» СахГУ Олег Шичалин.

Как отметил заместитель генерального директора ФИЦ КНЦ РАН по науке, академик РАН Иван Тананаев, проведенное исследование — это не просто сравнение двух методик синтеза. Это системный шаг от фундаментального понимания кристаллохимии ионной проводимости в шпинельной структуре к целенаправленному созданию функционального материала с заданными свойствами.

«Мы не только показали, что феррит цинка является перспективной основой для катодов твердотельных батарей, но и определили оптимальный технологический маршрут его получения, что крайне важно для будущей промышленной реализации», — отметил Тананаев.

Полученные результаты закладывают основу для создания прототипов аккумуляторных ячеек, которые в перспективе могут прийти на смену традиционным решениям в области портативной электроники и электрического транспорта.

Исследования реализуются по государственному заданию Минобрнауки России в сфере научной деятельности по проекту № FEFF-2024-0001 «Синтез перспективных функциональных материалов и моделирование электрохимических устройств для водородной энергетики».