Литий-ионные батареи, используемые практически во всех современных устройствах, дороги в производстве и ведут к истощению таких ресурсов, как литий и кадмий. Одной из альтернатив считаются натрий-ионные элементы питания, которые пока что обладают слишком низкой ёмкостью и быстро выходят из строя. По словам американских учёных, они нашли решение этой проблемы.

По принципу работы натрий-ионные элементы схожи с литий-ионными — с той лишь разницей, что в первом случае неактивные кристаллы натрия накапливаются на поверхности отрицательно заряженного электрода. Это оказывает губительное воздействие на всю батарею, и уже спустя несколько циклов зарядки она существенно теряет в ёмкости. Кроме того, натрий-ионные аккумуляторы обладают низкой плотностью энергии, что также делает их коммерческое использование неэффективным. Учёные Университета штата Вашингтон уверяют, что сумели обойти эти ограничения.

«Основная задача заключается в том, чтобы батарея имела как высокую плотность энергии, так и длительный жизненный цикл», — рассказывают учёные.

Новая конструкция АКБ основана на катоде из слоистого оксида металла и жидкого электролита с более высокой концентрацией ионов натрия. Как выяснилось, это привело к более плавному взаимодействию между электролитом и катодом, что позволило непрерывно перемещать ионы натрия и избежать проблем с накоплением неактивных кристаллов на поверхности катода. В результате удалось сделать ёмкую батарею, не уступающую по характеристикам литий-ионной. Сообщается о сохранении 80% заряда после 1000 циклов. Это лучший результат, зафиксированный для натрий-ионных аккумуляторов.

«Если мы сможем найти жизнеспособные альтернативы как литию, так и кобальту, натрий-ионная батарея действительно будет конкурировать с литий-ионными батареями. И это всё изменит», — делятся выводами исследователи.

В будущем команда планирует ещё сильнее улучшить новую технологию, что позволит сделать первую коммерческую батарею на основе натрий-ионных связей.

Источник: 4pda.ru