Конусна батарея на основі натрію може змінити світ назавжди: що придумали вчені

Про це пише видання interestingengineering.com.

Дослідники продемонстрували дешевшу технологію батарей, яка може замінити літій. Інноваційне рішення використовує унікальні вуглецеві матеріали — крихітні конуси і диски — з чистою графітовою структурою для впливу на технології електрохімічного зберігання енергії.

Натрій і калій — альтернативи літію

Протягом багатьох років вчені знали, що натрій і калій є альтернативами літію. Але проблема полягала в пошуку матеріалів анода на основі вуглецю, які можуть ефективно зберігати їхні більші іони.

Дослідники наголосили, що під час лабораторних випробувань вуглецеві конуси та диски зберігали близько 230 міліампер-годин заряду на грам (мАг/г) з використанням іонів натрію, і вони все ще зберігали 151 мАг/г навіть після 2000 циклів швидкого заряджання. Вони також добре працювали з калій-іонними акумуляторами, але продуктивність була не такою високою, як з натрієм.

Варто зазначити, що традиційні літій-іонні акумулятори використовують графіт як анодний матеріал. Однак та сама структура графіту не справляється, коли справа стосується натрію або калію. Їхні атоми просто занадто великі, а взаємодії занадто складні, щоб ковзати в щільно упаковані шари графіту і з них.

Але команда знайшла обхідний шлях, переосмисливши форму вуглецю на мікроскопічному рівні. Науковці виявили, що конусні та дискові структури пропонують кривизну та відстань, які вітають іони натрію та калію без необхідності хімічного легування (процес навмисного додавання невеликих кількостей певних атомів або молекул для зміни його властивостей) або інших штучних модифікацій.

"Ми вважаємо, що це відкриття робить можливим проектування анодів акумуляторів. Замість того щоб змінювати хімію, ми змінюємо форму", — сказали розробники.

Дослідники стверджують, що ця технологія не тільки прокладає шлях до більш доступних натрій-іонних батарей, а й знижує залежність від літію, який стає дедалі дорожчим і геополітично складним для отримання. І оскільки конусний/дисковий вуглець можна синтезувати з побічних продуктів нафтогазової промисловості, він являє собою більш стійкий шлях для виробництва анодів для батарей.

Раніше ми писали про те, як продовжити життя акумулятора популярного смартфона. Хоча акумулятор iPhone вже не буде таким, як був одразу після розпакування, з роботи батареї все одно можна витягти максимум. Для цього знадобиться вимкнути три функції iOS.