О результатах совместного исследования, нацеленного на разработку высокоёмких, лёгких и пожаробезопасных батарей, его участники из Технологического Института Джорджии (Georgia Tech) и Исследовательской лаборатории Армии США (ARL) рассказали в статье, анонсированной на обложке престижного журнала Advanced Energy Materials.

В ней авторы изучали влияние протона (ядра водорода) в гидроксильной группе на литий-ионную проводимость нового типа твёрдого электролита для литий-металлических батарей.

Симуляция молекулярной динамики Борна-Опенгеймера, выполненная в ARL, показала отличное соответствие экспериментальным результатам учёных Georgia Tech и позволила выявить прежде неизвестный механизм ионного транспорта — путём вращения гидроксильной группы. Авторы сравнивают его с вращающимися дверьми в зданиях.

Твердые электролиты способны заменить используемые в настоящее время жидкие электролиты в крупноформатных батареях для электромобилей, обеспечив критически необходимое улучшение безопасности и увеличение дальности езды, в дополнение к широкому спектру приложений от устройств резервного питания до портативной электроники. Усовершенствованные элементы питания также позволят сделать более скрытной военную технику и уменьшить вес экипировки солдата, в которой до 10 кг сегодня приходится на батареи.

Участники совместного проекта продолжают улучшать проводимость и интерфейсные свойства открытого ими класса твёрдых электролитов с перспективой его военного и коммерческого применения.