նախընտրելի դարձնել
Միջազգային գիտական խումբը, որի կազմում ընդգրկված են Ուրալի դաշնային համալսարանի ֆիզիկոսներ, լիթիում-իոնային մարտկոցների տարողությունն ու լիցքավորման արագությունը զգալիորեն մեծացնելու, միաժամանակ դրանց արժեքն ու չափերը նվազեցնելու եղանակ է առաջարկել։ Բարձր արդյունավետությամբ էներգիան կուտակող և հզորությունն ու արժեքը որոշող մարտկոցի տարրի՝ կաթոդի ստեղծման համար նրանք առաջարկել են նիկել պարունակող վանադիումի պենտօքսիդի բարակ թաղանթ օգտագործել։ Նյութի նկարագրությունը հետազոտողները հրապարակել են Surfaces հանդեսում։
«Վանադիումի պենտօքսիդը հեռանկարային նյութ է լիթիում-իոնային մարտկոցների կաթոդների համար. այն համեմատաբար հեշտ է ստանալ, ունի բարձր աշխատանքային լարում, ցածր արժեք և, ամենակարևորը, մեծ տարողություն, որը կարող է հասնել 294 մԱժ/գ-ի, իսկ որոշ գնահատականներով՝ նույնիսկ 596 մԱժ/գ-ի։ Այսինքն՝ այդքան էներգիա կարող է կուտակել նյութի մեկ գրամը։ Համեմատության համար՝ ժամանակակից սմարթֆոնների մարտկոցների տարողությունը կազմում է 140–160 մԱժ/գ, իսկ շուկայում առկա առաջատար էլեկտրամոբիլներինը՝ 160–200 մԱժ/գ։ Այսօր աշխարհի լաբորատորիաներում փորձում են ստանալ 250–300 մԱժ/գ տարողությամբ նյութեր՝ ապագայի մարտկոցներ ստեղծելու համար, որոնք կունենան էներգիայի մեծ պաշար, արագ լիցքավորում և երկար ծառայության ժամկետ»,- պարզաբանում է Ուրալի դաշնային համալսարանի ֆոտովոլտային նյութերի լաբորատորիայի վարիչ Իվան Ժիդկովը։
Չնայած մեծ տարողությանը, վանադիումի պենտօքսիդն ունի լուրջ թերություններ՝ ցածր էլեկտրոնային հաղորդականությունն ու քայքայումը, առայժմ սահմանափակում են դրա գործնական կիրառությունը։
«Խնդիրն այն է, որ այն վատ է հաղորդում էլեկտրական հոսանքը, ինչն ազդում է բազմաթիվ բնութագրերի վրա՝ մարտկոցի լիցքավորման ու լիցքաթափման արագության, դրա տաքացման, և ի վերջո արագացնում է քայքայումը։ Այդ խնդիրը լուծելու համար մենք իոնային իմպլանտացիայի մեթոդով նիկելի ատոմներ ներդրեցինք նյութի կառուցվածքում։ Արդյունքում մեզ հաջողվեց պահպանել նյութի կառուցվածքը և էլեկտրահաղորդականությունը մոտ երեք անգամ բարձրացնել՝ սկզբնական վանադիումի պենտօքսիդի համեմատ։ Նշեմ, որ մյուս բնութագրերը՝ գործունակությունն ու կայունությունը, դեռ պետք է ստուգենք պատրաստի արտադրանքի վրա»,- պատմում է Իվան Ժիդկովը։
Գիտնականների հաջորդ քայլն է ստացված նյութի հատկությունները ստուգել նմուշների վրա և շարունակել էլեկտրահաղորդականությունը բարձրացնելու աշխատանքը՝ այն հասցնելով այլ նյութերից պատրաստված ժամանակակից արդյունաբերական համարժեքների մակարդակին, գրում է «Научная Россия»-ն։
Լիթիում-իոնային մարտկոցների արտադրությունը տեխնոլոգիական ամենադինամիկ զարգացող և մեծ կապիտալ ներդրումներ պահանջող ոլորտներից է։ Այսօր հիմնական գիտական աշխատանքներն ուղղված են էներգիայի խտության բարձրացմանը, պատրաստի արտադրանքի արժեքի նվազեցմանը, մարտկոցների չափերի փոքրացմանն ու անվտանգության ապահովմանը։
Տարբեր վերլուծական գործակալությունների տվյալներով՝ 2026 թվականին լիթիում-իոնային մարտկոցների համաշխարհային շուկայի ծավալը կհասնի մոտ 136 միլիարդ դոլարի։ Աճի հիմնական շարժիչ ուժը էլեկտրամոբիլներն են՝ հզոր մարտկոցների գլխավոր սպառողները։ Ակնկալվում է, որ մինչև 2030 թվականը բոլոր մարտկոցների գրեթե 89%-ը կարող է բաժին ընկնել էլեկտրամոբիլներին։ 2025 թվականի արդյունքներով՝ համաշխարհային շուկայում գերիշխում է Ասիա-խաղաղօվկիանոսյան տարածաշրջանը, որին բաժին է ընկնում համաշխարհային շուկայի ավելի քան 55,7%-ը։
