Смартфоны и авто станут дешевле: ученые нашли замену литиевым батареям (видео)
Исследователи из США додумались смешать чистый литий с дешевым натрием и получили достаточно стабильный состав. Вскоре на рынке могут появиться первые гибридные батареи.
Аккумуляторы являются ключевым элементов конструкции электромобилей, смартфонов и других современных устройств, а производство литиевых батарей пока обходится достаточно дорого. Ученые смогли удешевить их с помощью новой технологии, которую описана на сайте EurekAlert.
Рынок электроники и электротранспорта стремительно растет, требуя все больше литий-ионных батарей, что приводит к подорожанию сырья. Ученые давно ищут замену для лития, и одним из самых перспективных вариантов стал натрий. Он дешевле и доступнее (можно добываать из морской воды и соли), но хуже концентрирует заряд, необходимый для питания электроники.
Аспирант Туллио Герачи и профессор Александра Навроцки из Университета штата Аризона (США) додумались смешать литий и натрий в одном аккумуляторе, чтобы упростить производство. Их исследование должно привести к появлению более дешевых батарей и множеству новых цепочек поставки.
Сейчас команда производит литий-натриевые материалы и исследует их структуру, однородность и термодинамические свойства в лаборатории. Им предстоит проверить энергетической стабильности материалов, а также их изменения при интенсивном нагревании во время работы.
Как объяснил Туллио Герачи на геохимической конференции Гольдшмидта во Франции, ученые смешивали натрий с литием и проверяли возможности смеси. При небольшом количестве натрия растворы теряли свою кристаллическую структуру, очень важную для работы батареи, но чем больше увеличилась его, тем улучшалась стабильность.
"На данный момент мы достигли 10% смеси, и вроде все в порядке, она по-прежнему термодинамически стабильна. Мы считаем, что можем увеличить этот показатель примерно до 20%, прежде чем увидим существенную разницу в производительности", — отчитался он. — "После того, как мы пришли к оптимальному сочетанию, нам нужно передать наши выводы технологам аккумуляторов для производства первых натрий-литиевых аккумуляторов. Мы считаем, что это первые шаги в разработке новой аккумуляторной технологии".
Профессор Нэнси Росс из Технологического университета Вирджинии считает, что исследование имеет огромное значение для разработки новых материалов. Оно может открыть людям более доступные и устойчивые источники аккумуляторов, от которых зависят многие современные технологии.
Как пишет издание The New York Times, литий стал настолько ценным ресурсом, что его часто называют "белым золотом". Производство металла, прекрасно подходящего для аккумуляторов из-за способности накапливать энергию, стоит от $5000 до $8000 за тонну в зависимости от региона. По данным Mobility Impact Partners, нью-йоркской частной инвестиционной компании, которая, помимо прочего, инвестирует в производство электромобилей, продается литий в 10 раз дороже.
В прошлом году группа ученых из США нашла способ добывать литий из воды. Они применяют магнитные наночастицы на основе железа, окруженные адсорбирующей оболочкой — они притягивают частицы ценного металла, упавшие в жидкость во время промышленных процессов.
В июне писали, что Китай займется производство натрий-ионных батарей для электрокаров. Конгломерат BYD объединился с Huaihai Holding Group решили делать аккумуляторы, которые намного дешевле и безопаснее литиевых.