Учені додали сіль в акумулятори: зможуть працювати довше і заряджатися швидше

Нова конструкція натрієвого акумулятора долає нестабільність під час швидкого заряджання завдяки сольовому підлаштуванню, досягаючи швидкості заряджання 10С і довговічності 500 циклів. Дослідники з Університету Ліннань стверджують, що їм вдалося подолати ахіллесову п'яту натрієвих акумуляторів: короткі замикання і швидку втрату ємності під час швидкої зарядки, пише Advanced Energy Materials.

Підвищивши концентрацію солі в електроліті, вчені змусили іони натрію осідати більш плавно і контрольовано. Це зробило елементи безпечнішими, довговічнішими і такими, що значно швидше заряджаються. У лабораторних випробуваннях безанодний натрієвий акумулятор досяг критичної щільності струму понад 20 мА-см² і підтримував зарядний струм 10С, що становить хвилини, а не години. Елементи зберігали понад 70% своєї ємності після 500 циклів зарядки-розрядки.

Регулювання сольового балансу акумулятора

Дослідження показує, як зміна кінетики осадження — з дифузійно-контрольованої на контрольовану перенесенням заряду — запобігає утворенню дендритів, які зазвичай пошкоджують натрієві акумулятори.

Виробництво і транспортування також більш безпечні завдяки відсутності металевого натрію при повній розрядці.

"Світове суспільство значною мірою залежить від електромобілів та електроніки, проте ресурси літію обмежені, дорогі та нерівномірно розподілені, а процеси видобутку завдають шкоди природі", — прокоментували вчені. — "У нашій новій безанодній натрієвій батареї літій замінено на натрій, більш поширений і доступний ресурс — натрій".

Натрій коштує менше однієї десятої літію, широко поширений у морській воді і може знизити вартість електромобілів і мережевих накопичувачів.

Перспективи натрієвих батарей

Результати знаменують собою один із найочевидніших проривів у галузі натрієвих елементів. Однак до їх масштабування для електромобілів або поновлюваних накопичувачів енергії ще належить подолати деякі труднощі. Для досягнення рівня літій-іонних елементів необхідно збільшити термін служби вдвічі або втричі, а висококонцентровані електроліти можуть бути дорогими і менш електропровідними.

Ще однією перешкодою є щільність енергії: натрій все ще поступається літію за кількістю енергії, яку він зберігає на кілограм.

Проте, робота вирізняється своєю простотою. Замість дорогих матеріалів або складних покриттів дослідники використовували хімію електролітів для підвищення продуктивності. Це може полегшити перенесення результатів з лабораторних елементів на більші прототипи.

Ця технологія потенційно може сприяти створенню більш екологічних і доступних рішень для мобільності, одночасно знижуючи залежність від імпорту літію.

Раніше ми писали, що перший у світі "живий" цемент живить будівлі зсередини. Літієві акумулятори з часом виходять з ладу, але цемент, що працює на бактеріях, може "жити", "вмирати" і знову відновлюватися.