У чому прорив?
Дослідники показали нову конструкцію натрій-сірчаної батареї, яка обіцяє перевершити літій-іонні аналоги за дешевизною, безпекою і щільністю енергії. Результати, опубліковані в журналі Nature, описують створення батареї з архітектурою без анода, здатної працювати за кімнатної температури.
Рекордні характеристики
Раніше натрій-сірчані АКБ мали серйозні обмеження: вони видавали низьку напругу (менше 1,6 В) і вимагали використання металевого натрію в небезпечних кількостях. Вчені відкрили складну хімічну реакцію, яка підвищила розрядну напругу до значних 3,6 В.
Секрет криється в новому складі електроліту на основі хлоралюмінату і добавки диціанаміду натрію (NaDCA). Це рішення дало змогу відмовитися від класичного анода (використовується просто алюмінієва фольга) і запустити ефективну реакцію сірки.
Показники нової батареї вражають навіть на тлі сучасних флагманів: щільність енергії досягає 2021 Вт-год/кг (при використанні каталізатора Bi-COF). Для порівняння: найкращі літієві батареї сьогодні видають близько 300-500 Вт-год/кг. Щільність потужності склала 23 773 Вт/кг.
Найголовніша перевага — ціна. Дослідники оцінюють вартість зберігання енергії в $5,03 за кВт-год. Це в десятки разів дешевше, ніж у наявних натрієвих і літієвих аналогів.
Комерціалізація
На відміну від літій-іонних батарей, які використовують горючий рідкий електроліт і можуть спалахнути при пошкодженні, нова розробка виявилася стійкішою. Під час тестів комірку розрізали на повітрі, але вона не вибухнула і не загорілася. Ба більше, пошкоджена батарея продовжувала живити світлодіодну лампу ще близько 20 хвилин без короткого замикання або теплового розгону. Електроліт при контакті з повітрям просто твердів.
Незважаючи на грандіозні перспективи, технологія поки що не готова до негайного масового виробництва. Головна проблема — корозійна активність електроліту, який складно зберігати і використовувати. Крім того, стабільність батареї на відкритому повітрі поки короткочасна.
Однак учені впевнені, що після доопрацювання ці акумулятори стануть передовим рішенням для зберігання енергії в електромережах і живлення переносної електроніки, знизивши залежність галузі від дорогого літію.
