Нова проривна батарея залишили шансів літієвим акумуляторам: у чому секрет

Після впровадження цього відкриття гігафабрики зможуть виробляти як літієві, так і натрієві акумулятори для різних потреб, пише Interesting Engineering.

Твердотільні акумулятори обіцяють стати наступним "хітом" у сфері зберігання енергії. Вони безпечніші та потенційно потужніші за сучасні літій-іонні. Однак їхній ключовий елемент — літій — залишається дорогим і дефіцитним, а його видобуток завдає шкоди навколишньому середовищу. Натрій — дешева і набагато поширеніша альтернатива, але досі натрієві батареї сильно поступалися літієвим, особливо в реальних умовах експлуатації за кімнатних і низьких температур.

Суть інновації

Команда з Чиказького університету змогла стабілізувати повністю нову структуру твердого електроліту на основі гідридоборату натрію. Для цього вчені застосували відомий в інших галузях, але нестандартний для електролітів метод: вони нагрівали матеріал до початку кристалізації, а потім швидко охолоджували його, "заморожуючи" кристалічну форму в потрібному стані. У результаті вийшов електроліт із надзвичайно високою іонною провідністю — в десятки і навіть тисячі разів вищою, ніж у раніше відомих аналогів. Це дало змогу створити натрієві катоди великої товщини, які ефективно працюють у широкому діапазоні температур, включно з від'ємними.

Що це означає для майбутнього

Розробка ставить натрій в один ряд з літієм. "Нам, утім, необхідні обидва матеріали", — каже професор І. Ширлі Мен. У галузі можуть з'явитися потужні, безпечні та дешеві акумулятори для електромобілів, побутової електроніки та промислових систем зберігання енергії, здатні надійно працювати в будь-яких кліматичних умовах. А оскільки для створення електроліту використовувався вже усталений промисловий метод, масштабувати виробництво буде простіше і дешевше.

Раніше Фокус писав, що літієві акумулятори видають дивні звуки. Вчені з Массачусетського технологічного інституту (MIT) з'ясували, що акустичні сигнали, які батареї видають під час роботи, можуть розповісти про їхній стан, передбачити поломку і навіть попередити про ризик загоряння.