Исследователи Университета Цинхуа в Пекине разработали прорывной твердотельный электролит для батарей, изготовленный из химически модифицированного соевого белка.

Исследователи Университета Цинхуа в Пекине разработали прорывной твердотельный электролит для батарей, изготовленный из химически модифицированного соевого белка, который представляет собой возобновляемую и экологически чистую альтернативу обычным материалам для батарей и может существенно продвинуть технологии электромобилей и бытовой электроники.

Прорывная производительность при экстремальных температурах

Твердый электролит на основе соевого белка продемонстрировал исключительные эксплуатационные характеристики, достигнув высокой ионной проводимости 7,95 × 10−4 См см−1 и числа переноса Li+ 0,78 при 60°C. Технология позволила твердотельным литиевым батареям работать стабильно в течение 2000 часов при 60°C и сохранять почти 75% своей емкости в течение более 800 циклов зарядки при 120°C, существенно превосходя обычные литий-ионные батареи, которые обычно становятся нестабильными при температурах выше 60°C.

Профессор Ян Шэнь, возглавлявший исследовательскую группу, подчеркнул экологические преимущества инновации. «Наше исследование способствует использованию экологичных и устойчивых биомассовых материалов в области аккумуляторной науки и технологий, внося вклад в создание более чистого, эффективного и устойчивого будущего», — сказал Шэнь. Материал на основе сои продемонстрировал значительно меньшее воздействие на окружающую среду в отношении подкисления, выброса канцерогенов и использования ископаемого топлива по сравнению с другими органическими электролитными материалами.

Рыночный контекст и конкурентная среда

Прорыв происходит на фоне быстрого роста мирового рынка твердотельных батарей: отрасль оценивается в $2,53 миллиарда в 2024 году, а к 2035 году прогнозируется достижение $8 миллиардов, что представляет собой совокупный годовой темп роста в 11%. Крупные автомобильные партнерства ускоряют усилия по коммерциализации: Samsung SDI сотрудничает с BMW для валидации технологии твердотельных батарей для электромобилей с целью коммерциализации в 2027 году.

Недавние китайские прорывы в области твердотельных технологий продемонстрировали потенциал для запаса хода электромобилей в 800 миль, в то время как исследователи продолжают преодолевать ключевые технические проблемы, которые ограничивали коммерческое внедрение. Инновация Университета Цинхуа на основе соевого белка решает критические вопросы, включая стабильность интерфейса и экологическую устойчивость, которые препятствовали широкому распространению твердотельных батарей.

Исследование, опубликованное в Advanced Energy Materials в апреле 2025 года, позиционирует биоматериалы как перспективный путь для решений по накоплению энергии следующего поколения, особенно для применений, требующих надежной работы при экстремальных температурах, таких как электромобили и аэрокосмические применения.