Ученые совершили прорыв в изготовлении натрий-ионных батарей

Американская солнечная и ветровая энергетики начали бурно расти во время правления администрации Обамы, и в то время возобновляемые источники продолжали критиковать за то, что не решен вопрос с хранением энергии — получать электричество таким образом можно лишь, когда за окном дует ветер или светит солнце.

Одно из решений — использовать натрий (один из двух основных компонентов поваренной соли) вместо лития в аккумуляторах. Над развитием и коммерциализацией таких батарей работают ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории совместно с Китайской академией наук.

Однако проблема с натриевыми батареями была всегда в том, что их катоды очень быстро окислялись. Сейчас ученые заняты тем, что совместно ищут решение этой проблемы. Свои опыты они производят на «Национальном источнике синхротронного света II», который позволяет изучать свойства и функции материалов с наноразмерным разрешением и высокой чувствительностью.

Установка использует луч, который работает как ультра-яркое рентгеновское излучение и позволяет отслеживать, как поглощается свет в батарее, а также какие процессы происходят в батарее во время зарядки и разрядки.

«Мы используем луч, чтобы определить, как разные металлы в катоде меняют состояние окисления и как это соотносится с эффективностью и долговечностью батареи, — говорит ученый лаборатории Элай Ставицки. — Результаты нашего исследования показали, что материалы, разработанные китайской группой, дают более стабильную батарею».

Команда ученых обнаружила, что новая структура натрий-ионной батареи улучшает ее эффективность в 20 раз и в 9 раз увеличивает емкость после 500 циклов зарядки.

Исследовательская команда из Национального университета Сингапура внесла новый вклад в развитие технологии полимеров, разработав двухмерные листы с хорошей проводимостью и пористостью, пригодные для создания эффективных натрий-ионных батарей.