Британские ученые изобрели лучшие в мире натрий-ионные батареи благодаря своей лени

Натрий-ионные батареи обладают множеством преимуществ перед литий-ионными аналогами. Однако накопление энергии к ним не относится. Это может измениться благодаря новому методу создания батарей с использованием катодов, обогащенных водой, пишет newatlas.com.

Исследователи из Университета Суррея в Англии нашли способ почти удвоить емкость хранения энергии в натрий-ионной батарее. Катоды были созданы из соединения, которое постоянно изучается для использования в таких батареях, называемого натрий-ванадиевым гидратом (NVOH). Обычно, при производстве катода на основе NVOH материал обезвоживают при помощи нагрева, так как считалось, что вода делает характеристики хуже. Однако британские ученые решили оставить воду, что и дало возможность увеличить емкость хранения энергии в 2 раза по сравнению с обезвоженной версией.

Результаты были неожиданными. Оксид ванадия натрия существует уже много лет, и обычно его подвергают термической обработке для удаления воды, поскольку считается, что это вызывает проблемы. Ученые решили проверить это предположение, и результат превзошел ожидания — материал продемонстрировал гораздо более высокую производительность и стабильность, чем предполагалось, и может даже открыть новые захватывающие возможности для использования натрий-ионных батарей в будущем.

NVOH оказался настолько эффективным, что, по словам исследователей, теперь он считается одним из лучших катодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов. Батареи, изготовленные с использованием этого материала, оставались стабильными более 400 циклов зарядки.

В исследовании, опубликованном в журнале Journal of Materials Chemistry A, говорится, что причина увеличения накопления энергии связана с тем, что дополнительная вода позволила слоям материала немного расшириться, предоставив ионам натрия больше пространства для перемещения внутрь и наружу, что позволило катоду накапливать больше ионов.

Дополнительное открытие

Команда также протестировала эффективность гидратированного NVOH в качестве потенциального средства для опреснения и обнаружила, что он показал себя так же хорошо, если не лучше, чем другие распространенные электроды, используемые в этом процессе.

"Возможность использовать гидрат ванадата натрия в соленой воде — это действительно захватывающее открытие, поскольку оно показывает, что натрий-ионные батареи могут не только накапливать энергию, но и помогать удалять соль из воды", — заключили ученые.

В долгосрочной перспективе это означает, что исследователи, возможно, смогут разработать системы, которые используют морскую воду в качестве совершенно безопасного, бесплатного и доступного электролита, одновременно производя пресную воду в рамках процесса.