Ученые улучшили натрий-ионные батареи при помощи отходов: раксрыт ключевой ингредиент

Исследователи из Гарвардского университета использовали отходы чайного листа, чтобы разработать относительно дешевую, но достаточно емкую натрий-ионную батарею, передает The Cool Down.

Натрий-ионные аккумуляторы потенциально могут снизить стоимость электромобилей и сделать производство аккумуляторов не таким токсичным. Однако такие батареи имели существенный недостатки — низкие емкость и скорость заряда, короткий срок службы. Именно поэтому они уступили литий-ионным батареям, которые сегодня являются лидерами аккумуляторных технологий. Проблема натрий-ионных устройств состоит в том, что большой размер ионов натрия ограничивает быстрое движение внутри компонентов батареи.

Новое исследование показало, что проблему можно решить. Используя высокие температуры, исследователи превратили сырые стебли чайного листа в "твердый углерод" и обработали его кислотой, чтобы снизить потерю мощности. Полученный пористый материал обеспечил отличное проникновение электролита и поглощение ионов натрия. Анод, созданный на базе нового материала, выдержал более 1000 циклов зарядки/разрядки, при этом плотность энергии была сопоставима с коммерческими литий-ионными батареями.

Материал на основе чайных стеблей получил название TS-1400-HCl. Его начальная емкость на 70% выше, чем у "классического" анода, который состоит из композита фосфида серы с углеродом. Также TS-1400-HCl на 91% эффективнее, чем обычный анод, в первом цикле зарядки/разрядки и в 7-9 раз долговечнее в течение 500 циклов. Ученые уверены, что новый материал можно без труда производить в промышленных масштабах.

Только в одном Китае ежегодно чайных отходов накапливается свыше 1 млрд кг. Группа доктора Чжана считает, что их подход к использованию этих биоотходов имеет большой потенциал не только для развития аккумуляторных технологий, но и для способствования снижению токсичности производственного процесса.

Ранее мы сообщали о том, когда смартфоны получат новые супер-аккумуляторы. Производители смартфонов стараются увеличить емкость батарей, так ИИ-приложения требуют больше энергии, а пользователи — автономности.