За последние четыре года в научном мире было сделано много открытий, которые зародили надежду на создание аккумуляторных батарей на основе натрия.
В отличие от лития, натрия намного больше на Земле и он более безопасен при добыче, переработке и эксплуатации.
Например, весной этого года в Германии Федеральное министерство образования и научных исследований страны (BMBF) впервые выделило деньги на масштабные разработки по созданию экологически чистых и недорогих натриево-ионных аккумуляторов.
Китайцы тоже не отстают.
На днях сводная группа учёных их Китая в статье в журнале Advanced Science сообщила об успешной разработке натриево-ионных микроконденсаторов с поразительными характеристиками.
Разработка ― планарные натриево-ионные микроконденсаторы (NIMC) ― отличается высокой удельной плотностью запасаемой энергии, превосходной термостабильностью и механической гибкостью.
Но довести конденсаторы NIMC до коммерческого производства мешало отсутствие как разумной конструкции электродов, так и экономически оправданной технологии производства.
Возможно, в этом поможет созданный китайскими учёными прототип, доказавший в эксперименте свою перспективность.
Разработка создана двумя исследовательскими группами: одной из Даляньского института химической физики (DICP), а второй из Китайской академии наук (CAS).
Прототип представляет собой встречно-стержневую конструкцию электродов на гибкой подложке, в которой анод выполнен из «игольчатого» титаната натрия, а катод сделан из нанопористого активированного графена.
В качестве наполнителя (электролита) между электродами был введён «высоковольтный ионогелевый электролит».
В результате у исследователей получилась батарея с напряжением 3,5 В с впечатляющей объёмной плотностью энергии 37,1 м.
Вт·ч в объёме см-3.
Скорость саморазряда также оказалась фантастически низкой для большинства зарегистрированных гибридных микроконденсаторов: от 3,5 В до 0,6 В прошло 44 часа.
Более того, тонкая доводка слоя графена на поверхности катода позволила снизить сопротивление переносу заряда, что обеспечило лучшую транспортировку ионов и, как результат, обеспечило дальнейший рост плотности запасаемой в батарее энергии.
Электролит и батарея оставались стабильны при работе в температурном окружении до 80 градусов Цельсия, а многократные сгибы не оказали влияние на ёмкость и другие характеристики микроконденсатора.
Учёные уверены, в их разработке заложен огромный потенциал для микроэлектроники, который ещё предстоит раскрыть.