Новая прорывная батарея оставили шансов литиевым аккумуляторам: в чем секрет

После внедрения этого открытия гигафабрики смогут производить как литиевые, так и натриевые аккумуляторы для разных нужд, пишет Interesting Engineering.

Твердотельные аккумуляторы обещают стать следующим "хитом" в сфере хранении энергии. Они безопаснее и потенциально мощнее современных литий-ионных. Однако их ключевой элемент — литий — остается дорогим и дефицитным, а его добыча наносит вред окружающей среде. Натрий — дешевая и гораздо более распространенная альтернатива, но до сих пор натриевые батареи сильно уступали литиевым, особенно в реальных условиях эксплуатации при комнатных и низких температурах.

Суть инновации

Команда из Чикагского университета смогла стабилизировать полностью новую структуру твердого электролита на основе гидридобората натрия. Для этого ученые применили известный в других областях, но нестандартный для электролитов метод: они нагревали материал до начала кристаллизации, а затем быстро охлаждали его, "замораживая" кристаллическую форму в нужном состоянии. В результате получился электролит с чрезвычайно высокой ионной проводимостью — в десятки и даже тысячи раз выше, чем у ранее известных аналогов. Это позволило создать натриевые катоды большой толщины, которые эффективно работают в широком диапазоне температур, включая отрицательные.

Что это значит для будущего

Разработка ставит натрий в один ряд с литием. "Нам, впрочем, необходимы оба материала", — говорит профессор И. Ширли Мэн. В отрасли могут появиться мощные, безопасные и дешевые аккумуляторы для электромобилей, бытовой электроники и промышленных систем хранения энергии, способные надежно работать в любых климатических условиях. А поскольку для создания электролита использовался уже устоявшийся промышленный метод, масштабировать производство будет проще и дешевле.

Раньше Фокус писал, что литиевые аккумуляторы издают странные звуки. Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) выяснили, что акустические сигналы, которые батареи издают во время работы, могут рассказать об их состоянии, предсказать поломку и даже предупредить о риске возгорания.