Вчені поліпшили натрій-іонні батареї за допомогою відходів: розкрито ключовий інгредієнт

Дослідники з Гарвардського університету використовували відходи чайного листа, щоб розробити відносно дешеву, але досить ємну натрій-іонну батарею, передає The Cool Down.

Натрій-іонні акумулятори потенційно можуть знизити вартість електромобілів і зробити виробництво акумуляторів не таким токсичним. Однак такі батареї мали суттєві недоліки — низька ємність і швидкість заряду, короткий термін служби. Саме тому вони поступилися літій-іонним батареям, які сьогодні є лідерами акумуляторних технологій. Проблема натрій-іонних пристроїв полягає в тому, що великий розмір іонів натрію обмежує швидкий рух усередині компонентів батареї.

Нове дослідження показало, що проблему можна вирішити. Використовуючи високі температури, дослідники перетворили сирі стебла чайного листа на "твердий вуглець" і обробили його кислотою, щоб знизити втрату потужності. Отриманий пористий матеріал забезпечив відмінне проникнення електроліту і поглинання іонів натрію. Анод, створений на базі нового матеріалу, витримав понад 1000 циклів зарядки/розрядки, при цьому щільність енергії була порівнянна з комерційними літій-іонними батареями.

Матеріал на основі чайних стебел отримав назву TS-1400-HCl. Його початкова ємність на 70% вища, ніж у "класичного" анода, який складається з композиту фосфіду сірки з вуглецем. Також TS-1400-HCl на 91% ефективніший, ніж звичайний анод, у першому циклі заряджання/розряджання і в 7-9 разів довговічніший протягом 500 циклів. Вчені впевнені, що новий матеріал можна легко виробляти в промислових масштабах.

Тільки в одному Китаї щорічно чайних відходів накопичується понад 1 млрд кг. Група доктора Чжана вважає, що їхній підхід до використання цих біовідходів має великий потенціал не тільки для розвитку акумуляторних технологій, а й для сприяння зниженню токсичності виробничого процесу.

Раніше ми повідомляли про те, коли смартфони отримають нові суперакумулятори. Виробники смартфонів намагаються збільшити ємність батарей, оскільки ШІ-додатки вимагають більше енергії, а користувачі — автономності.