Зарядить гаджет за секунди: у Кореї створили надщільну натрій-іонну батарею

Дослідницька група з Корейського інституту передових технологій (KAIST, Південна Корея) розробила високоенергетичну і потужну гібридну натрій-іонну батарею, здатну швидко заряджатися, пише Тechxplore.

Сучасні натрій-іонні батареї стикаються з такими проблемами, як низька вихідна потужність, обмежені властивості зберігання енергії та тривалий час заряджання. Інноваційна гібридна система зберігання енергії, створена південнокорейськими вченими, об'єднує анодні матеріали, які зазвичай використовуються в батареях, з катодами, придатними для суперконденсаторів. Таке поєднання дає змогу пристрою досягати як високої ємності зберігання, так і високої швидкості заряду/розряду, що робить його життєздатною альтернативою літій-іонним батареям.

Гібридний натрієво-іонний пристрій зберігання енергії, здатний до швидкого заряджання, досяг щільності енергії 247 Втг/кг і щільності потужності 34 748 Вт/кг (щільність потужності — кількість енергії, що передається на одиницю поверхні нагрівального елементу, — ред.).

Однак розроблення гібридної батареї з високою енергією і високою щільністю потужності вимагає поліпшення швидкості накопичення енергії анодів акумуляторного типу, а також поліпшення відносно низької ємності катодних матеріалів суперконденсаторного типу.

У своїй роботі вчені використовували дві різні металоорганічні структури для оптимізованого синтезу гібридних батарей. Їм вдалося створити анодний матеріал з поліпшеною кінетикою завдяки включенню дрібних активних матеріалів у пористий вуглець. Крім того, було синтезовано катодний матеріал високої ємності, а комбінація матеріалів катода й анода дала змогу розробити систему зберігання іонів натрію, яка оптимізує баланс і мінімізує відмінності у швидкості накопичення енергії між електродами.

Осередок, що включає нові анод і катод, утворює високопродуктивний гібридний натрієво-іонний пристрій зберігання енергії. Він перевершує за щільністю енергії комерційні літій-іонні батареї та демонструє характеристики щільності потужності суперконденсаторів. Такий акумулятор підійде для додатків швидкого заряджання, починаючи від електромобілів і закінчуючи інтелектуальними електронними пристроями та аерокосмічними технологіями.

Раніше писали, що вчені придумали новий спосіб зарядки і продовжили термін служби батарей у 2 рази. Протоколи зарядки високочастотним імпульсним струмом сповільнюють знос наявних літій-іонних акумуляторів, зберігаючи ємність на рівні 80%.