Ученые из МГУ и Ульмского университета (Германия) определили, какие процессы лежат в основе перехода электродов литий-воздушных аккумуляторов в неактивное состояние. Исследование было сделано при помощи моделирования. Результаты работы опубликованы в Journal of Physical Chemistry C.
Как выяснили ученые, для нормальной работы литий-воздушных аккумуляторов требуется чистый кислород, а не воздух, представляющий собой смесь атмосферных газов. Чтобы обойти эти препятствия, требуется, по разным оценкам, от 5 до 10 лет.
Ученые промоделировали границу раздела электрода и раствора электролита в катоде литий-воздушного аккумулятора и предложили способ замедлить пассивацию электрода. Для полноатомного моделирования методами молекулярной динамики исследователи использовали суперкомпьютерный комплекс МГУ. Ученые обнаружили, что восстановление надпероксид аниона, приводящего к пассивации электрода, вероятно только после его связывания с катионом лития.
«Одна из главных проблем разработки таких аккумуляторов — пассивация электрода, то есть переход поверхности материала электрода в неактивное состояние. Мы получили новые данные о механизме реакции и на их основе предложили способы замедлить пассивацию электрода. Предложенную нами методику можно использовать для поиска наиболее подходящих растворителей для электролитов и электродных материалов», — отметил один из авторов исследования Артем Сергеев.
