Аккумуляторы подешевеют в разы: твердотельные натриевые батареи заменят литиевые аналоги

Ученые создали полностью твердотельные натриевые аккумуляторы, сохраняющие производительность даже в условиях отрицательных температур.

Натрий — недорогая, распространенная и менее разрушительная для окружающей среды альтернатива. Однако проблема в том, что полностью твердотельные аккумуляторы плохо работают при комнатной температуре. Чтобы решить эту задачу, исследователи нагрели метастабильную форму гидридобората натрия до точки начала кристаллизации, а затем быстро охладили ее для кинетической стабилизации кристаллической структуры.

Работа группы из Калифорнийского университета в Сан-Диего показывает, что быстрое охлаждение из режима кристаллизации кинетически блокирует орторомбическую фазу с высокой подвижностью Na+. В сочетании с катодом на основе хлоридного твердого электролита эта метастабильная фаза позволяет создавать толстые композитные катоды с высокой площадью нагрузки, сохраняющие свои характеристики вплоть до отрицательных температур.

Данный подход способствует обработке высокопроизводительных твердых электролитов. Полученная метастабильная структура гидридобората натрия обладает очень высокой ионной проводимостью. Сочетание этой структуры с катодом типа O3, покрытым твердым электролитом на основе хлорида, позволяет создавать толстые катоды с высокой площадью заряда, что значительно превосходит предыдущие натриевые аккумуляторы. Чем толще катод, тем выше теоретическая плотность энергии аккумулятора — количество энергии, удерживаемое на определенной площади.

Текущие исследования продвигают натрий как жизнеспособную альтернативу для аккумуляторов, что является важным шагом в борьбе с вредным воздействием лития на окружающую среду, говорится в материале.

Ранее мы писали, что цинковые аккумуляторы обошли литиевые и работают на 93% лучше. Исследователи из Университета Аделаиды (Австралия) использовали жидкость на водной основе, чтобы сделать аккумуляторы негорючими.