Существенные успехи, достигнутые сотрудниками Национального института стандартов и технологий (NIST) в совершенствовании компонентов твердотельных батарей, позволили существенно приблизить к реальности эти безопасные и стабильные перезаряжаемые источники питания.

Команда NIST установила, что незначительная химическая модификация уже известного состава твёрдого электролита — водорода, бора и лития или натрия — намного улучшает его способность пропускать электрический ток. Замена одного из атомов бора на углерод улучшила электропроводность материала примерно в 10 раз.

К сожалению, подобная проводимость достигается лишь при нагреве соединения выше температуры кипения воды — это резко сужает рынок возможных приложений для новой твердотельный батареи.

Решение данной проблемы, предложенное учеными, заключается в размалывании частиц материала в пыль. Прежние эксперименты в этом направлении не приносили желаемых результатов. Как указывает Терренс Удович (Terrence Udovic) из Центра нейтронных исследований NIST, причина была в размере — габариты исследовавшихся ранее частиц измерялись микрометрами.

Между тем, вся суть нанотехнологий основана на том, что свойства материала могут резко меняться при переходе к наноуровню. Команда с участием специалистов из Sandia Labs, университетов Мэриленда и Тохоку (Япония) обнаружила, что тот же состав в виде наночастиц способен хорошо работать не только при комнатной температуре, но и намного ниже неё — «при температуре морозного дня».

Авторы публикации в Energy Storage Materials продолжают изучать особенности применения материала в батареях следующего поколения и надеются убедить в его высокой перспективности индустрию и потребителей.