Professorer från Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST), Lomonosov Moskva statsuniversitet och College de France delade sin vision om vikten av solid state-kemi i de framsteg som för närvarande väntas från samtida och blivande metalljonbatterier. Yttrandet bidrog som en inbjuden recension till Naturkommunikation .

Metalljonbatterier är de viktigaste drivkrafterna för en smidig överföring till förnybar energi och grön energi för en hållbar planet. De konstgjorda elektrodmaterialen har i hög grad bidragit till utvecklingen av högpresterande Li-ion-batterier som så småningom kännetecknades av Nobelpriset 2019, som hade betecknat rollen solid state chemistry. Riktad design av nya metalljonbatterimaterial för att ta tekniken till nästa nivå står helt klart som en stor utmaning för dagens kemisamhälle.

De individuella egenskaperna hos atomer och joner som kodas i det periodiska systemet tillsammans med de grundläggande trenderna och principerna multiplicerade med ytterligare komplexitetsnivåer utgör många möjliga kombinationer för forskare att hitta nya batterielektroder. Självklart, forskarna behöver fasta riktlinjer när de söker igenom detta enorma parameterutrymme efter de bästa kemiska kombinationerna och strukturerna.

Recensionen publicerad i Naturkommunikation sammanfattar och förklarar de grundläggande kemiska principerna och recepten och diskuterar de senaste framstegen i konstruktionen av elektrodmaterial och fasta elektrolyter genom att visa samspelet mellan kemisk sammansättning, kristall och elektronisk struktur och elektrokemiska egenskaper. Författarna betonade den avgörande rollen för avancerade metoder:diffraktion, bild- och spektroskopisk karaktäriseringsteknik i kombination med fasta kemikalier för att förbättra batterimaterial som öppnar nya riktningar för ytterligare studier.

Professor Stanislav Fedotov säger, "Inom en snar framtid, vi förutser mer väsentliga upptäckter av funktionella material som möjliggörs av solid state -kemi. Alla studenter och forskare som är angelägna om att bidra till utvecklingen av nuvarande och kommande teknik för att göra en bättre värld är välkomna att anmäla sig till våra materialkemi -kurser som levereras inom materialvetenskapsmästaren och doktorsexamen. program på Skoltech. "

Professor Artem Abakumov, direktör för CEST, säger, "Med denna korta recension, vi visade att bakom till synes tillämpad forskning som riktar sig till den specifika produkten-metalljonbatterier-döljs en mängd grundläggande vetenskap. Rationell design av avancerade elektroaktiva material och fasta elektrolyter för framtida batterier kräver djup förståelse för kristallkemi, kemisk bindning och elektronisk struktur av fasta ämnen, jontransport, elektrokemi och uppdaterade karaktäriseringstekniker i kombination med den breda visionen som härrör från de intilliggande grenarna av solid state-kemi. Kraftfulla beräkningsmetoder materialdesign och upptäckt kommer att ge forskare möjlighet inom en snar framtid, men de måste agera hand i hand med den vetenskapliga visdom som ett mångfacetterat kemiskt tillvägagångssätt för solid state ger. "