Мощная замена литиевым батареям найдена: где будет применяться новый аналог (видео)
Ученые показали новый тип твердотельных натрий-ионных аккумуляторов. Они могут стать более дешевой и безопасной альтернативой традиционным литиевым аналогам.
Технология обещает устранить риск возгорания, свойственный современным АКБ, а также снизить стоимость производства электромобилей, пишет Live Science. Авторы разработки уверены, что их открытие поможет стабилизировать энергосети и ускорить отказ от ископаемого топлива.
Литий-ионные аккумуляторы, используемые повсеместно — от смартфонов до электрокаров, имеют серьезный недостаток: они подвержены "тепловому разгону". При коротком замыкании или повреждении жидкий органический электролит внутри них может воспламениться или даже взорваться.
Натрий-ионные аналоги (Na-ion) считаются более безопасными из-за стабильности катодных материалов и меньшего электрохимического потенциала натрия. Однако до сих пор их массовое внедрение сдерживалось низкой плотностью энергии (они работают меньше от одного заряда) и быстрой деградацией.
Твердый электролит и эффективность 99%
Исследователи из Университета Западного Онтарио нашли способ обойти эти ограничения. Они создали твердый электролит на основе серы и хлора, который заменил легковоспламеняющуюся жидкость. Этот материал обеспечивает высокую проводимость ионов, но при этом абсолютно пожаробезопасен.
Тесты показали впечатляющие результаты: новая батарея продемонстрировала кулоновскую эффективность 99,26% после 600 циклов зарядки-разрядки при токе 0,1C. Это ставит разработку в один ряд с показателями литиевых батарей (обычно выше 99%). Для подтверждения структуры и движения ионов внутри твердого электролита ученые использовали мощный рентгеновский синхротрон Canadian Light Source.
Помимо безопасности, главным козырем натрия остается доступность: этот элемент гораздо дешевле и распространеннее лития. Кроме того, такие батареи проще перерабатывать, так как они не содержат тяжелых металлов.
Отрасль уже готовится к переходу. Крупнейший мировой производитель аккумуляторов CATL в апреле объявил о массовом выпуске натрий-ионных батарей на платформе Naxtra, которые появятся в автомобилях уже в 2026 году. Китайский автогигант BYD также разрабатывает подобные решения для масштабных систем хранения энергии, где безопасность важна для предотвращения пожаров.
Ранее сообщалось, что новая технология скоро заменит обычные батареи повсюду. Ученые из Австралии представила новый материал для создания эффективных суперконденсаторов — новых устройств, способных превзойти и заменить традиционные батареи.