Вчені створили безпечний акумулятор, який працює в 8 разів довше за аналоги

Розробка стабільного твердого полімерного електроліту

Як повідомляє НВ — Техно: Дослідники застосували графітовий нітрид вуглецю (GCN) для створення стабільного твердого полімерного електроліту для натрій-іонних акумуляторів, що вирішує проблему утворення дендритів та підвищує безпеку. Цей новий підхід дозволив суттєво покращити рух іонів та запобігти утворенню металевих відкладень, які часто призводять до короткого замикання та займання акумуляторів.

Переваги натрій-іонних систем

Натрій-іонні системи, розроблені на основі цього електроліту, є значно дешевшими за літієві. Для створення електроліту вчені використовували графітовий нітрид вуглецю, який отримують шляхом нагрівання сечовини до температури 550 °C. Надтонкі листи GCN були змішані з полімерною плівкою, що призвело до збільшення механічної міцності полімеру у три рази. Іонна провідність суттєво підвищилась за температури 55 °C, а багаті на азот ділянки на поверхні добавки допомагають вивільняти іони натрію.

• Порівняно з стандартним полімерним електролітом, який вийшов із ладу за 250 годин, модифікована версія електроліту стабільно відпрацювала понад 2000 годин.
• Тестові акумуляторні елементи зберегли 95% місткості після 500 циклів заряджання-розряджання.
• Прототип батареї у гнучкому корпусі продовжив живити світлодіод навіть після складання та розрізання.

Команда NUS працює над адаптацією батарей до роботи за кімнатної температури. Результати дослідження були опубліковані в журналі Advanced Functional Materials.

Цей розвиток у технології натрій-іонних акумуляторів має значний потенціал для зниження витрат на енергозберігаючі рішення, оскільки натрій є більш доступним матеріалом у порівнянні з літієм.

Вдосконалення безпеки та терміну служби акумуляторів також можуть привести до більш широкого впровадження натрій-іонних технологій у споживчій електроніці та енергетиці, що зменшить залежність від літієвих батарей і їх екологічний вплив. Результати дослідження вказують на важливі кроки до комерційної реалізації нових акумуляторних технологій, що можуть змінити ринок енергоємних пристроїв.

Цей прорив у технології акумуляторів відкриває нові можливості для досліджень у галузі енергозберігаючих рішень, зокрема, перетворення небажаних реакцій батарей на корисні механізми. Такі інновації можуть суттєво вплинути на майбутнє енергетичних систем, забезпечуючи більш ефективне використання ресурсів та підвищуючи безпеку акумуляторних технологій.