Новые аккумуляторы на основе натрия разрабатывают новосибирские учёные


Химики уже достигли ёмкости батарей в 300 миллиампер

15 Июля 2021, 16:41
Над созданием ёмких и долговечных аккумуляторов работают учёные Академгородка. Исследователи всего мира ищут замену литию ─ главного элемента мобильных источников тока. На что сделали ставку сибиряки, и по какому принципу работают новые батарейки?

Смартфоны, планшеты, ноутбуки, переносные электродрели, электромобили: огромное количество техники работает на литий-ионных аккумуляторах. Объём мирового рынка такого типа зарядных устройств составляет десятки миллиардов долларов и продолжает расти. Вслед за ним растёт и спрос на сырьё, тот же литий ─ дорогой и не самый распространённый в мире металл. Именно поэтому разные группы учёных ищут ему альтернативу.

На смену может прийти натрий ─ родственный литию металл со схожими химическими свойствами, один из самых распространённых в земной коре элементов. Стоит ─ в разы дешевле. Но есть нюанс. Важным компонентом любых аккумуляторов является углеродный материал. Так, в паре с литием работает графит. Однако натрий к нему не подходит. Как элементы разных мозаик они несопоставимы.

Научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Светлана Столярова пояснила: в графите между слоями есть пространство, в котором запасали литий, но с натрием так не получается. Связано это с его строением и большим размером.

Новосибирские химики нашли замену графиту, создали новый тип углеродного материала с наночастицами азота. Похож на сажу, с пористой как соты структурой. В них и накапливается натрий. Главная задача исследователей ─  сделать разработку конкурентной. Ёмкость аккумулятора не должна уступать литий-ионным аналогам, иначе ни одного инвестора новинка не заинтересует. И учёные добились этого.

Старший научный сотрудник лаборатории физикохимии наноматериалов Института неорганической химии СО РАН Юлия Федосеева сообщила, что разработчики достигли ёмкости, сопоставимые с литий-ионными аккумуляторами, ─ 300 миллиампер в час на один грамм.

Теперь время работы каждого образца тестируют на специальном стенде. Батарейки заряжают и разряжают сотни раз. Таким образом из разных модификаций аккумуляторов учёные выявляют самый ёмкий и долговечный. Предел пока не достигнут, говорят разработчики. Есть, что улучшать и дорабатывать.  
читайте также