استخدم علماء روس تقنية بسيطة في الموقع لتطوير مواد كاثود واعدة لبطاريات الليثيوم/البوتاسيوم باستخدام البوليانيلين والكبريت. شارك في البحث باحثون من مركز الأكاديمية الروسية للعلوم الفيدرالي لمشكلات الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الدوائية (تشيرنوجولوفكا)، مركز الأكاديمية الروسية للعلوم الفيدرالي في أوفا، جامعة أوفا الحكومية للتكنولوجيا النفطية، ومعهد M.N. Mikheev لفيزياء المعادن التابع لفرع الأورال بالأكاديمية الروسية للعلوم (يكاترينبورغ). نُشرت النتائج في مجلة Synthetic Metals.

اقترح الخبراء طريقة جديدة بسيطة لتصنيع مواد كاثود لبطاريات أيونات الليثيوم وأيونات البوتاسيوم، تعتمد على البوليمر الموصل البوليانيلين (PANI)، وأنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران (MWCNT)، والكبريت. تعتمد الطريقة على البلمرة الكيميائية في الموقع للأنيلين في وجود MWCNT وبيرسلفات الأمونيوم، مما يضمن توزيعًا متساويًا للمكونات في المادة المركبة. يبلغ حجم جزيئات الكبريت النانوية حوالي 20 نانومتر، مما يعزز توافرها للتفاعلات الكهروكيميائية. يتجنب محتوى الكبريت المنخفض (حتى 25% بالوزن) المشكلات النموذجية لبطاريات الليثيوم-كبريت التقليدية، مثل ذوبان البوليسلفيدات وانخفاض التوصيلية.

أظهرت مادة PANI/MWCNT/S المركبة الأكثر وعدًا والتي تحتوي على 3-5% كبريت سعة نوعية تبلغ 165 mAh/g عند كثافة تيار 100 mA/g وجهد تفريغ متوسط 2.4 V، متجاوزة قيم البوليانيلين النقي ومركباته مع أنابيب نانوية خالية من الكبريت.

بالإضافة إلى بطاريات الليثيوم، أجرى العلماء لأول مرة اختبارات أولية على كاثودات مركبة مطورة (بناءً على البوليانيلين ومشتقه البوليأنيثول) في بطاريات البوتاسيوم، باستخدام سبيكة بوتاسيوم-صوديوم سائلة (K-Na) كأنود. تفتح هذه النتائج الطريق أمام استكشاف إمكانيات تصنيع بطاريات أكثر اقتصادية وقابلية للتوسع في عصر "ما بعد الليثيوم". تقدم طريقة تصنيع مواد الأقطاب العضوية الجديدة المقترحة في البحث تقليل خطوات التخليق وخفض تكاليف إنتاج الكاثودات.