Літій-іонні батареї, які використовуються практично у всіх сучасних пристроях, дороги у виробництві і ведуть до виснаження таких ресурсів, як літій і кадмій. Однією з альтернатив вважаються натрій-іонні батареї, які поки що мають занадто низьку ємність і швидко виходять з ладу. За словами американських вчених, вони знайшли рішення цієї проблеми.
За принципом роботи натрій-іонні елементи схожі з літій-іонними – з тією лише різницею, що в першому випадку неактивні кристали натрію накопичуються на поверхні негативно зарядженого електрода. Це робить згубний вплив на всю батарею, і вже через кілька циклів зарядки вона істотно втрачає в ємності. Крім того, натрій-іонні акумулятори володіють низькою щільністю енергії, що також робить їх комерційне використання неефективним. Вчені Університету штату Вашингтон запевняють, що зуміли обійти ці обмеження.
«Основне завдання полягає в тому, щоб батарея мала як високу щільність енергії, так і тривалий життєвий цикл», – розповідають вчені.
Нова конструкція АКБ заснована на катоді з шаруватого оксиду металу і рідкого електроліту з більш високою концентрацією іонів натрію. Як з’ясувалося, це призвело до більш плавного взаємодії між електролітом і катодом, що дозволило безперервно переміщати іони натрію і уникнути проблем з накопиченням неактивних кристалів на поверхні катода. В результаті вдалося зробити ємну батарею, яка не поступається за характеристиками літій-іонної. Повідомляється про збереження 80% заряду після 1000 циклів. Це кращий результат, зафіксований для натрій-іонних акумуляторів.
«Якщо ми зможемо знайти життєздатні альтернативи як літію, так і кобальту, натрій-іонна батарея дійсно буде конкурувати з літій-іонними батареями. І це все змінить », – діляться висновками дослідники.
В майбутньому команда планує ще сильніше поліпшити нову технологію, що дозволить зробити першу комерційну батарею на основі натрій-іонних зв’язків.
