Исследователи из Университета Дьюка совершили значительный прогресс в понимании физики суперионных материалов, открыв путь к созданию более эффективных твердотельных батарей. Результаты исследования проливают свет на механизмы ионной подвижности в соединении Li6PS5Cl, которое относится к классу литиевых аргиродитов.

Группа учёных под руководством профессора Оливье Делера использовала комбинацию экспериментов по нейтронному рассеянию и методов компьютерного моделирования для изучения поведения ионов лития в кристаллической структуре материала.

«Наше исследование показало, что динамика ионов в соединении демонстрируют высокую подвижность, сравнимую с подвижностью ионов в жидкостях, несмотря на твёрдую структуру материала. Это открытие даёт новое понимание природы быстрого ионного движения в суперионных материалах», – пояснил профессор Делер.

Суперионные материалы уникальны тем, что сочетают свойства твёрдых тел и жидкостей. Их высокая ионная проводимость делает их перспективными для применения в твердотельных батареях, которые могут обладать большей ёмкостью, безопасностью и долговечностью по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами.

Исследователи применили методы машинного обучения для анализа данных и моделирования атомной динамики. Использование искусственного интеллекта позволило точнее интерпретировать экспериментальные данные и создать более точные модели поведения ионов в материале.

Результаты этой работы могут найти применение не только в разработке батарей, но и в создании топливных элементов и нейроморфных вычислительных систем. Учёные планируют расширить спектр исследуемых суперионных материалов и уже открыты для новых сотрудничеств с промышленными партнёрами.