Учёные выяснили, как ионы перемещаются в твёрдом материале: значительный шаг к созданию более мощных аккумуляторов

Учёными из Университета Дьюка был достигнут значительный успех в разгадке физики суперионных материалов, что открывает перспективы для разработки более эффективных твёрдотельных аккумуляторов. Полученные результаты проливают свет на механизмы подвижности ионов в соединении Li?PS?Cl, относящемся к классу литиевых аргиродитов.

Команда исследователей под руководством профессора Оливье Делера применила комбинацию нейтронного рассеяния и методов компьютерного моделирования для изучения поведения литиевых ионов в кристаллической решётке этого материала.

«Наши исследования показали, что динамика ионов в данном соединении обладает высокой подвижностью, сравнимой с ионной подвижностью в жидкостях, несмотря на твёрдое состояние материала. Это открытие предоставляет новое понимание природы быстрого движения ионов в суперионных материалах», — отметил профессор Делер.

Суперионные материалы интересны тем, что совмещают свойства твёрдого тела и жидкости. Их высокая проводимость ионов делает их перспективными для использования в твёрдотельных аккумуляторах, которые могут обладать более высокой ёмкостью, безопасностью и долговечностью по сравнению с традиционными литий-ионными батареями.

В ходе работы исследователи применяли методы машинного обучения для анализа данных и моделирования атомной динамики. Включение искусственного интеллекта позволило более точно интерпретировать экспериментальные данные и создать более точные модели движения ионов в материале.

Результаты данной работы могут найти применение не только в создании аккумуляторов, но и в разработке топливных элементов и нейроморфных вычислительных систем. Исследователи намерены расширять круг изучаемых суперионных материалов и готовы к новым сотрудничествам с промышленными партнёрами.

Источник: iXBT