Китайские ученые показали дешевую замену литиевым аккумуляторам: что это (фото)
Исследователи показали новую конструкцию натрий-серной батареи. Технология обещает превзойти литий-ионные аналоги по дешевизне, безопасности и плотности энергии.
Результаты, опубликованные в журнале Nature, описывают создание батареи с архитектурой без анода, способной работать при комнатной температуре, пишет Tech Xplore.
В чем прорыв?
Ранее натрий-серные АКБ имели серьезные ограничения: они выдавали низкое напряжение (менее 1,6 В) и требовали использования металлического натрия в опасных количествах. Ученые открыли сложную химическую реакцию, которая повысила разрядное напряжение до внушительных 3,6 В.
Секрет кроется в новом составе электролита на основе хлоралюмината и добавки дицианамида натрия (NaDCA). Решение позволило отказаться от классического анода (используется просто алюминиевая фольга) и запустить эффективную реакцию серы.
Рекордные характеристики
Показатели новой батареи впечатляют даже на фоне современных флагманов: Плотность энергии достигает 2021 Вт·ч/кг (при использовании катализатора Bi-COF). Для сравнения: лучшие литиевые батареи сегодня выдают около 300–500 Вт·ч/кг. Плотность мощности составила 23 773 Вт/кг.
Самое главное преимущество — цена. Исследователи оценивают стоимость хранения энергии в $5,03 за кВт·ч. Это в десятки раз дешевле, чем у существующих натриевых и литиевых аналогов.
В отличие от литий-ионных батарей, которые используют горючий жидкий электролит и могут вспыхнуть при повреждении, новая разработка оказалась устойчивее. В ходе тестов ячейку разрезали на воздухе, но она не взорвалась и не загорелась. Более того, поврежденная батарея продолжала питать светодиодную лампу еще около 20 минут без короткого замыкания или теплового разгона. Электролит при контакте с воздухом просто затвердевал.
Коммерциализация
Несмотря на грандиозные перспективы, технология пока не готова к немедленному массовому производству. Главная проблема — коррозионная активность электролита, который сложно хранить и использовать. Кроме того, стабильность батареи на открытом воздухе пока кратковременна.
Однако ученые уверены, что после доработки эти аккумуляторы станут передовым решением для хранения энергии в электросетях и питания носимой электроники, снизив зависимость отрасли от дорогого лития.
Ранее сообщалось, какие аккумуляторы работают лучше всех. Перезаряжаемые батареи имеют более высокую вероятность саморазряда. Специалисты компании Bluetti пояснили, какие аккумуляторы являются самыми надежными для питания бытовой техники и гаджетов.