Натрий-ионные аккумуляторы точно заменят литиевые: ученые знают, как их улучшить
Исследователи из Канады смогли понять, что именно влияет на нестабильность элементов натрий-ионной батареи, и теперь эти недостатки можно будет устранить.
Команда из Университета Макгилла (Канада) недавно разработала метод, позволяющий заменить литий в аккумуляторах на натрием. О новой разработке рассказало издание Еnvironment energy leader.
Натрий-ионный аккумулятор на 30% легче своего литий-ионного аналога, что потенциально дает значительные преимущества для портативной электроники и электромобилей, где вес является решающим фактором. Однако запасы лития ограничены. Именно по этой причине исследователи активно ищут альтернативные материалы для производства аккумуляторов. Такой альтернативой может стать натрий.
Основное препятствие при использовании натрия для батарей заключается в нестабильности материала катода при воздействии воздуха. Это создает серьезную проблему для переоснащения существующих производственных мощностей, которые в настоящее время производят литий-ионные энергохранилища. Натрий реагирует с углекислым газом и водяным паром в воздухе, образуя карбонат натрия и другие побочные продукты. Вода может проникнуть в материал, превратив его в структуру, непригодную для использования в батареях. Однако ученые решили эту проблему, проверив влияние 52 различных элементов на стабильность натрий-ионной батареи.
Исследователи смогли определить, какие элементы эффективно поддерживают стабильность батареи при использовании вместе с натрием. Для обработки огромного количества сгенерированных данных, которые включали множество взаимосвязанных переменных, прибегли к алгоритмам машинного обучения. Мощный ИИ-инструмент помог рационализировать большие объемы информации, отделив переменные и создав сложные функции, учитывающие все конкурирующие параметры. Таким образом стало ясно, какие материалы действительно влияют на производительность, а какие — нет.
Хотя натрий-ионные батареи имеют хорошие перспективы, им еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем они полностью вытеснят литий-ионные, особенно в электромобилях. Литиевые аккумуляторы появились в результате более чем 40-летних исследований и разработок, установив высокую планку для альтернатив. Тем не менее, канадские ученые с оптимизмом смотрят на достигнутый прогресс и подчеркивает стремление к дальнейшему совершенствованию этих материалов.
Ранее мы писали о том, что тонкопленочная батарея BTRY зарядит любой гаджет за 1 минуту. Особая конструкция позволяет аккмулятору BTRY выдерживать экстремальные температуры и не перегреваться.