Новый аккумулятор от ученых: работает в 8 раз дольше аналогов и при этом абсолютно безопасен

Твердый полимерный электролит на основе нитрида углерода

Как сообщает НВ — Техно: Специалистам удалось решить проблему дендритообразования и повысить уровень безопасности натрий-ионных аккумуляторов. В основе разработки - стабильный твердый полимерный электролит, созданный с применением графитового нитрида углерода (GCN). Такой подход значительно ускорил движение ионов и предотвратил появление металлических отложений, которые нередко становятся причиной коротких замыканий и возгораний.

Почему натрий-ионные системы выгоднее

Такие системы обходятся гораздо дешевле литиевых. Для синтеза электролита ученые нагревали мочевину до 550 °C, получая графитовый нитрид углерода. Ультратонкие листы GCN смешали с полимерной пленкой - прочность материала выросла в три раза. При 55 °C ионная проводимость существенно увеличилась, а богатые азотом участки добавки способствуют высвобождению ионов натрия.

• Обычный полимерный электролит выходил из строя спустя 250 часов, тогда как модифицированная версия проработала стабильно более 2000 часов.
• После 500 циклов заряда-разряда тестовые аккумуляторы сохранили 95% своей емкости.
• Прототип в гибком корпусе продолжал питать светодиод даже после того, как его сложили и разрезали.

Исследователи из NUS сейчас адаптируют батареи для работы при комнатной температуре. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.

Данное достижение в области натрий-ионных аккумуляторов способно серьезно снизить затраты на энергосберегающие решения, ведь натрий гораздо доступнее лития.

Повышение безопасности и увеличение срока службы таких батарей открывают путь к их активному применению в бытовой электронике и энергетике. Это позволит снизить зависимость от литиевых источников питания и уменьшить экологическую нагрузку. Работа демонстрирует конкретные шаги к коммерческому внедрению технологий, способных изменить рынок энергоемких устройств. Для российской аудитории важно отметить, что натрий-ионные аккумуляторы могут стать более доступной альтернативой в условиях роста цен на литий и сырьевых ограничений.

В то время как новые натрий-ионные аккумуляторы обеспечивают значительное увеличение срока службы и безопасность, ученые из Японии сделали прорыв в области аккумуляторов, преобразовав вредные реакции в полезные процессы. Это открытие также обещает улучшить эффективность и долговечность батарей, что может привести к снижению затрат на энергетику. Узнайте больше о том, как эти инновации могут изменить рынок аккумуляторов, в нашей статье о полезных механизмах в батареях.