Ученые из России получили материалы для элементов литий-ионных аккумуляторов «зеленым» способом

Российские химики научились делать оксид германия хорошо растворимым и на его основе создали ряд композитов для анодов литий-ионных аккумуляторов.

Исследователи из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработали простой и экологичный метод синтеза композитных материалов из высокорастворимого оксида германия. Работа ученых опубликована в International Journal of Molecular Sciences.

Германий и его производные широко применяются в микроэлектронике, оптике, «зеленой» энергетике. Однако один из исходный для их получения материалов — оксид германия — обладает рядом недостатков, в том числе высокой стоимостью, наличием примесей и плохой растворимость: в одном литре воды растворяется лишь 4,3 грамма вещества. Это затрудняет получение из него значительного количества производных.

Российские химики разработали простой и быстрый способ получения оксида германия из пероксогерманата аммония. Теперь растворимость вещества составляет 100 грамм на литр воды. Ученые использовали полученный материал в качестве исходного вещества для синтеза композитных материалов.

Для этого оксид германия растворяли в воде, а после добавляли этанол. Благодаря этому наночастицы вещества формировали тонкую равномерную пленку на подложке из оксида графена. Полученные материалы выделили и нагрели до 300°C, что улучшило их проводимость, и использовали в качестве основы для «итоговых» композитов.

Обработка образцов с различным соотношением соединений германия и графена — 80/20%, 50/50% и 20/80% — потоком сухого аммиака при температуре 700 °C в течение десяти минут позволила получить нитрид германия. Для синтеза фосфида германия композиты смешали с красным фосфором и нагрели до 590 °C.

Исследователи изготовили из полученных материалов электроды литий-ионных аккумуляторов. Опыты показали, что содержание германия в составе композита влияет на электрохимические свойства материала.