Во всём мире учёные изучают возможность создания более совершенных и намного более дешёвых аккумуляторов, чем популярные сегодня литиево-ионные батареи. Без этого массовая электрификация личного транспорта и буферное хранение энергии из возобновляемых источников будут затруднены и отложены на годы и десятилетия. Альтернативой обещают стать натриево-ионные аккумуляторы, о прогрессе в разработке которых сообщили американские учёные.
WSU
Группа исследователей из Университета штата Вашингтон придумала конструкцию натриево-ионного аккумулятора, который потенциально может изменить правила игры в этой области. Созданная в лаборатории натриево-ионная батарея оказалась сопоставима по энергетической емкости и циклам заряда/разряда с некоторыми литиево-ионными батареями, уже имеющимися на рынке.
Учёным пришлось решить две главные проблемы натриево-ионных аккумуляторов. Во-первых, подавить рост кристаллов натрия на поверхности отрицательно заряженного электрода (катода). Во-вторых, подобрать химический состав электролита для наибольшей проводимости ионов натрия и, как следствие, открыть путь к увеличению запасаемой батареей ёмкости.
Исследования привели к слоистой структуре катода из оксида металла и к электролиту с повышенной концентрацией ионов натрия. Эксперименты показали, что новый электролит «более плавно» взаимодействует с катодом, что предотвращает рост кристаллов на электроде и быстрое снижение характеристик батареи. Тем самым удалось создать опытный аккумулятор, удельная ёмкость которого не хуже рыночных литиево-ионных аккумуляторов. Кроме того, после 1000 циклов заряда/разряда опытная батарея обеспечивала 80 % от первоначальной ёмкости.
Как считают учёные, предложенная структура натриево-ионного аккумулятора «довольно жизнеспособна», и дальнейшие эксперименты помогут сделать аккумуляторы ещё лучше. Также учёные надеются найти альтернативу использования в электродах аккумулятора редких металлов, таких как кобальт. Пока этого избежать не получилось, но в будущем такая возможность не исключается.
Источник: 3dnews
