Ученые создали "живучую" натриевую батарею для замены литиевых аккумуляторов
Обычно аккумуляторы на основе натрия имеют низкую плотность хранения энергии и короткий срок службы, но физики исправили эти проблемы.
Китайские исследователи придумали конструкцию безанодной натрий-ионной батареи с повышенной плотностью энергии. О преимуществах новой технологии стало известно изданию TechXplore.
В последние годы ученые со всего мира ищут альтернативу дорогим литий-ионным батареям, которые используются практически во всех мобильных устройствах. Одним из потенциальных заменителей лития является натрий, который легко добывать и обрабатывать, однако предыдущие аккумуляторы на его основе отличались низкой плотностью энергии (менее 160 Втч/кг) — это количество энергии, которое аккумулятор может хранить при своем удельном весе. Все дело в большом размере и весе атома натрия по сравнению с литием.
Команда, объединившая сотрудников Китайской академии наук, лаборатории HiNa Battery Technology Co., Исследовательского центра физики дельты реки Янцзы и Института передовых технологий хранения энергии на озере Тяньму, предложила концепцию натриевой батареи с более высокой плотностью энергии и без отрицательно заряженного электрода (анода). Они добились успеха, нанеся углеродное покрытие на алюминиевый токосъемник и борсодержащие электролиты. В состав устройства также входит слоистый оксидный катод.
"Сообщаем о создании безанодной натриевой батареи с плотностью энергии более 200 Втч/кг, что даже выше, чем у коммерческой графитовой батареи LiFePO4", — отмечается в статье. — "Мы показываем, что равномерная нуклеация и прочные межфазные границы обеспечивают обратимое осаждение натрия без образования трещин".
Китайские ученые провели серию тестов и обнаружили, что по сравнению с другими натрий-ионными батареями их прототип имеет не только большую плотность, но и срок службы. Без дополнительного воздействия для восстановления электрода он выдержал 260 циклов, что является рекордом для крупногабаритных аккумуляторов на основе натрия.
"Знания, полученные в ходе этой работы в результате анализа поведения натриевого покрытия/зачистки и межфазной химии, открывают путь для дальнейшего развития натриевых аккумуляторов с еще более высокими характеристиками", — заявили исследователи.
Ранее ученые получили литий-воздушную батарею с плотностью более 500 Втч/кг. Они обладают большими размерами, но подойдут для электросамолетов или электромобилей.
Недавно ученые нашли способ добывать литий прямо из воды. Они используют наночастицы, которые позволяют легко извлекать металл из промышленных стоков при помощи магнетизма.