В Китае разработали натриево-серную батарею с рекордной плотностью энергии и низкой себестоимостью. По расчетам исследователей, она дешевле литий-ионных аккумуляторов, служит дольше и не несет повышенного риска возгорания.
Группа китайских ученых представила высоковольтную натриево-серную батарею, которая может изменить подход к хранению энергии. О разработке сообщил портал Digital Trends.
Ключевое преимущество новой батареи — сочетание высокой емкости и низкой стоимости. В ходе лабораторных испытаний плотность энергии превысила 2000 ватт-часов на килограмм. Для сравнения, у большинства литий-ионных аккумуляторов этот показатель находится в диапазоне 100–300 ватт-часов на килограмм.
Разработчики использовали доступные и дешевые материалы. В основе батареи лежат натрий и сера, также в конструкции применяются алюминий и хлорсодержащий электролит. Исследователи подчеркивают, что в составе нет редких или дефицитных элементов, что резко снижает стоимость производства.
Сера давно привлекала внимание ученых как материал с высоким энергетическим потенциалом. Однако предыдущие серные аккумуляторы быстро теряли емкость из-за побочных химических реакций. Китайская команда предложила иную схему работы: в новой батарее сера не накапливает электроны, а отдает их, что снижает деградацию.
В конструкции батареи сера выполняет роль катода, а алюминиевая фольга — анода. Электролит представляет собой смесь солей натрия, хлорида алюминия и хлора. При разряде атомы серы вступают в реакцию с хлором, а ионы натрия осаждаются на алюминии. Такой подход позволил добиться стабильности и обратимости реакции.
Дополнительно ученые использовали пористый углеродный слой, который удерживает активные вещества, и стекловолоконный сепаратор для защиты от короткого замыкания.
Тестовые элементы выдержали около 1400 циклов зарядки и разрядки до заметного падения емкости. Для сравнения, обычные литий-ионные аккумуляторы чаще всего теряют емкость после 300–1000 циклов. Также батарея показала высокий уровень сохранения заряда: спустя более года хранения она удержала около 95% энергии.
Еще одно преимущество разработки — отсутствие лития. Это снижает риск возгорания и упрощает масштабирование производства. По оценкам исследователей, себестоимость такой батареи может составить около 5 долларов за киловатт-час, что в разы дешевле современных литиевых и натриевых решений.
При этом у технологии остаются ограничения. Электролит содержит большое количество хлора и вызывает коррозию, что усложняет работу с батареей. Кроме того, все данные получены в лабораторных условиях, и характеристики серийных образцов могут отличаться. Сроки вывода технологии на рынок разработчики пока не называют.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: freepik
