Исследователи из Стэнфордского университета разработали натрий-ионный аккумулятор, не уступающий по ёмкости и эффективности литий-ионным и стоящий на 80 процентов дешевле.
Разработан натрий-ионный аккумулятор, не уступающий литий-ионным
Pixabay

Исследователи из Стэнфордского университета разработали недорогую альтернативу литий-ионным батареям. Специалисты смогли создать натрий-ионный аккумулятор, способный хранить то же количество энергии, что и литий-ионный, выдерживать большое количество циклов заряд/разряд и стоящий при этом на 80 процентов дешевле.

По словам инженера-химика Женань Бао (Zhenan Bao), литий трудно превзойти по эффективности, однако он настолько редкий и дорогой, что необходимо разрабатывать эффективные, но более дешёвые батареи, основанные на элементах, представленных в больших количествах, — в частности на натрии.

В аккумуляторе, разработанном в Стэнфорде, в качестве анода используется фосфор, а в качестве катода — родизонат натрия (Na2C6O6), один из самых многообещающих материалов для натрий-ионных батарей.

Теоретически родизонат натрия должен вмещать четыре иона натрия, что обеспечивало бы большую ёмкость для хранения электрического заряда (501 миллиампер-час на грамм). Однако когда данный материал применяется в батареях, ёмкость резко падает после повторения циклов заряд/разряд.

Исследователи же обнаружили, что, уменьшая размер частиц родизоната натрия и используя специальный электролит, можно эффективней предотвратить структурные изменения в катодном материале, чтобы он мог сохранять свою высокую ёмкость.

В итоге учёные смогли получить аккумулятор, имеющий обратимую ёмкость 484 миллиампер-час на грамм, а энергетическую плотность — 726 ватт-час на килограмм. При этом энергоэффективность, как сообщается, составляла 87%.

Теперь же исследователи собираются заняться оптимизацией анода, в качестве материала для которого (как отмечалось выше) использовался фосфор.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Energy.