Ученые впервые создали стабильный твердый электролит на основе натрия, позволяющий батареям работать даже при отрицательной температуре, что делает их реальной альтернативой литиевым аккумуляторам
Этот материал написан ИИ в рамках эксперимента «РБК Трендов».
Что происходит
- Группа исследователей представила новую технологию создания натриевых аккумуляторов, которые способны эффективно работать даже при температуре ниже 0 °C.
- Основой прорыва стала стабилизация структуры гидридобората натрия — материала с высокой ионной проводимостью (минимум в 10 раз выше, чем у аналогов), что ранее не удавалось реализовать.
- Метод заключается в нагреве и быстром охлаждении гидридобората натрия, благодаря чему удается зафиксировать редкую кристаллическую форму, ранее не наблюдавшуюся в твердых электролитах.
- В сочетании с катодом нового типа и покрытием из хлоридного электролита разработчикам удалось создать более толстый и энергоемкий катод с меньшей долей неактивных материалов, что увеличивает теоретическую плотность энергии аккумулятора.
- «Прорыв заключается в стабилизации структуры, которую ранее не удавалось получить. Это важный шаг к массовому внедрению натриевых батарей», — отметил один из авторов исследования.
- Натриевые аккумуляторы считаются более дешевой, доступной и экологичной альтернативой литиевым батареям, производство которых связано с дорогой добычей и значительным ущербом окружающей среде.
Что это значит
- Твердотельные аккумуляторы считаются наиболее перспективным направлением в хранении энергии: они безопаснее ионных батарей с жидкими электролитами, обладают высокой плотностью энергии и долговечностью. До сих пор массовое производство было возможно только с использованием лития — редкого и дорогого металла, добыча которого негативно влияет на экологию.
- Натрий — более распространенный в земной коре элемент по сравнению с литием. Он дешевле, доступнее, а его добыча менее вредна. Однако ранее натриевые аккумуляторы уступали литиевым по эксплуатационным характеристикам — особенно при работе при низких температурах и высокой мощности.
- Новая технология, разработанная в Чикаго, впервые позволяет натриевым аккумуляторам работать стабильно при комнатной и отрицательной температуре, а также использовать толстые катоды для увеличения плотности энергии. Это делает их почти равноценной и реальной заменой литиевым батареям для электромобилей, электроники и хранения энергии на энергетических предприятиях.
- Переход на натрий позволит уменьшить зависимость мировой энергетики от лития, снизить стоимость аккумуляторов и сделать инфраструктуру хранения энергии более устойчивой. В будущем это может привести к снижению цен на электромобили, смартфоны и аккумуляторные системы для хранения солнечной или ветровой энергии.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.