Революционная технология позволит создавать дешевые и чистые аккумуляторы

По отдельности натриевые, твердотельные и безанодные батареи уже существовали, но совместить все это раньше никому не удавалось. Научную работу опубликовали на этой неделе в журнале Nature Energy.

Новая разработка поддерживает стабильный режим работы в течение нескольких сотен циклов. Благодаря отказу от анода и использованию натрия, который встречается в природе в тысячу раз чаще, чем литий, такие батареи будут дешевле, а их производство будет наносить меньше вреда экологии.

Чтобы плотностью энергии натриевая батарея не уступала литиевой, команде потребовалось придумать для нее новую архитектуру. В обычной батарее ионы текут от анода через электролит к катоду. Безанодные батареи накапливают ионы непосредственно на токоприемнике. Это позволяет повысить напряжение элементов, снизить их стоимость и увеличить плотность энергии.

При этом безанодному аккумулятору нужен хороший контакт между электролитом и токоприемником. Это условие нетрудно выполнить, если в роли электролита выступает жидкость, но жидкий электролит создает так называемую межфазную электролитную пленку, которая расходует материалы, что снижает срок службы аккумулятора. Твердый электролит, в свою очередь, не может течь повсюду и смачивать все поверхности.

Для решения этой проблемы ученые использовали инновационный подход. Они не стали окружать токоприемник электролитом, а вместо этого сделали из алюминиевой пудры токоприемник, который сам окружает электролит.

Своей конечной целью ученые называют светлое энергетическое будущее с множеством чистых и недорогих аккумуляторов, которые хранят возобновляемую энергию и масштабируются в соответствии с потребностями общества.