Ученые из Сколтеха и МГУ определили процессы и материалы, способные приблизить коммерциализацию натрийионных аккумуляторов ― ёмких, безопасных и недорогих батарей не хуже литийионных.
При участии ученых из Токийского университета науки и Университета г. Страсбург и при финансовой поддержке Российского научного фонда группа исследователей из Сколтеха и МГУ определила процессы, лежащие в основе работы анодного материала для нового перспективного класса химических источников тока ― натрийионных аккумуляторов. Исследование опубликовано в журнале Electrochimica Acta.
Основная проблема с натрийионными аккумуляторами сегодня кроется в аноде. В литийионных аккумуляторах в качестве анода сегодня используется графит, который не годится для натрийионных батарей. Из-за несоответствия размеров углеродных шестиугольников графита и катиона натрия интеркаляции (насыщения анода) не происходит. Для анодов натрийионных аккумуляторов нужен другой материал. Такой материал есть, и он эффективен, что подтвердили российские учёные.
Группа экспериментально подтвердила, что анод из «твердого углерода» (по-англ., hard carbon) способен запасать количество натрия, сопоставимое с графитом в литиевой батарее. Созданный российскими исследователями анод из «твердого углерода» может запасать более 300 мА·ч/г, что сопоставимо с возможностями обычных литийионных аккумуляторов.
Одна из распространённых теорий гласила, что «твердый углерод» запасает энергию по принципу суперконденсатора, что ограничивало возможности этого материала и натрийионных аккумуляторов на его основе. Благодаря работе российских учёных убедительно доказаны интеркаляционные (накопительные) свойства анодов из этого вещества, что открывает путь к коммерциализации производства натрийионных аккумуляторов. А это — путь к перезаряжающимся батареям, которые могут быть намного дешевле литийионных при сопоставимых характеристиках.
