Исследователи из Университета Квинсленда разработали новый материал для натриевых металлических батарей, который может стать прорывом в области энергетики. Во время тестирования при температуре 80°C новая батарея проработала более 5000 часов и сохранила свыше 91% первоначальной емкости после 1000 циклов зарядки.
Натриевые металлические батареи давно считаются перспективной альтернативой литий-ионным аккумуляторам для промышленного хранения энергии. Главное преимущество — доступность натрия, который по сути является обычной солью. Однако до сих пор эти батареи страдали от проблем безопасности: жидкие электролиты воспламеняются и перегреваются, как мы видели в случаях с электромобилями и e-скутерами.

Ключевая проблема заключалась в росте дендритов — крошечных металлических «иголок», которые прокалывают внутренние слои батареи и вызывают короткие замыкания. Команда под руководством доктора Ченга Чжана создала твердый электролит P(Na3-EO7)-PFPE с особой архитектурой: материал формирует внутренние «туннели», достаточно широкие для свободного движения ионов натрия.
Прорыв произошел благодаря изменению внутренней структуры материала на так называемую объемно-центрированную кубическую решетку. Это позволило ионам натрия двигаться так же эффективно, как в литиевых батареях, но без риска образования дендритов. Правда, есть нюанс: пока материал показывает отличные результаты только при 80°C, а для коммерческого использования нужно добиться такой же эффективности при комнатной температуре.
Интересно, что в исследовании принимал участие аспирант первого года Чжоу Чен, который ранее работал в компании BYD — одном из крупнейших производителей батарей в мире. Его опыт в индустрии помог команде найти практическое решение теоретической задачи. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of the American Chemical Society.
Источник новости и обложки: aibn.uq.edu.au