Японські дослідники виправили нагальний недолік натрій-іонних акумуляторів — їхню нестабільність на повітрі та у воді. Добавка невеликої кількості кальцію до складу катода створює на його поверхні захисний шар, який запобігає деградації.
У чому секрет кальцію?
Експерти працювали з одним із найперспективніших катодних матеріалів для натрій-іонних батарей зі складною формулою. У його складі вони запропонували замінити деяку частину іонів натрію аналогічними частинками кальцію. Цей процес, відомий як “легування”, призвів до вражаючих результатів.
Виявилося, що під час контакту з повітрям іони кальцію спонтанно мігрують на поверхню катода, утворюючи тонкий, але міцний шар. Це покриття ефективно захищає катод від руйнівних хімічних реакцій. Якщо звичайний NFM-катод після двох днів на повітрі втрачав 35% своєї ємності, то його аналог з добавкою кальцію не втратив її зовсім. Крім того, легування поліпшило кристалічну структуру матеріалу і збільшило відстань між шарами, що позитивно позначилося і на продуктивності.
Важливість відкриття
У результаті завдяки цій модифікації стануть можливими довговічні та стабільні натрій-іонні акумулятори, які не бояться контакту з повітрям і вологою, зокрема на етапі виробництва. Це значно спрощує і здешевлює їх складання. А це — ключ до масового впровадження таких АКБ. До того ж і натрій, і кальцій — це недорогі елементи, які неважко добувати.
Найкраще вони підходять для стаціонарних систем зберігання енергії — домашніх акумуляторів і промислових накопичувачів для сонячних і вітряних електростанцій, де важливі не стільки розміри, скільки ціна та безпека.
Раніше повідомлялося про 5 потужних матеріалів, здатних замінити літієві акумулятори. Технологічний інститут Нью-Джерсі (NJIT, США) повідомив про виявлення нових пористих матеріалів, які є доступною та екологічною альтернативою літій-іонним акумуляторам.