Исследование, проведенное в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (США), показало, что водород может в разы увеличить емкость и электропроводность литий-ионных батарей. Новая разработка основана на использовании анодов литий-ионных батарей из графеновой нанопены с водородом.

Графен применяется во многих областях промышленности, включая производство устройств хранения энергии, таких, как литий-ионные батареи. Наиболее часто применяется трехмерная графеновая нанопена для производства различных видов электрических и химических носителей, включая баки для водородного топлива, суперконденсаторы, энергетические сорбенты и литиевые батареи. Графен также используется в системах фильтров, изоляции и опреснения. Результаты исследования могут помочь усовершенствовать все вышеперечисленное.

Атомарный водород является остатком производства графена, однако его применение для аккумулирования энергии еще не до конца изучено. Водородные адсорбенты влияют на структуру графена, который без водородных примесей не может служить проводником, а также работать в качестве изолятора. Целью исследования Ливерморской национальной лаборатории было понять, как водород взаимодействует с графеном при его производстве и как его применять для улучшения качеств графена в устройствах хранения энергии.

Были проведены опыты, направленные на то, чтобы посмотреть, как ведет себя графен при воздействии низких температур. Это привело к образованию дефектов в графене, в результате образовались небольшие трещины, которые способствовали лучшему проникновению лития. Это улучшило такую характеристику литий-ионной батареи, как передача энергии из батареи, а также ее поглощающую способность.

"Мы обнаружили, что после воздействия водорода емкость электродов из графеновой нанопены значительно возросла, – рассказывает Брэндон Вуд из Ливерморской национальной лаборатории. – Небольшие дефекты, вызванные водородом в графене, принесли удивительные результаты, намного улучшив его характеристики".

Авторы исследования тем не менее указывают, что эксперименты не дали ответов на ключевые вопросы касательно того, как сделать количество дефектов оптимальным и как лучше вводить водород в графен, чтобы увеличить количество запасенной энергии на единицу веса в литий-ионных батареях. Команда физиков намерена продолжить эксперименты.