Пробив в технологията на натриево-йонните батерии

Изследователи от Университета Пърдю са установили, че малко количество натриев прах може да подобри капацитета на натриево-йонните батерии, базирани на солен разтвор.

От известно време учените мислят за евтината и широко разпространена сол – натриев хлорид, като за потенциален заместител на лития в батериите, които сега захранват всичко – от лаптопи до  автомобили. Макар че експерименталните натриево-йонни батерии показват обещаващи резултати, има няколко проблема, които трябва да бъдат решени, за да могат този род акумулатори да станат масови. Изследователите от Университета Пърдю са преодолели един важен недостатък, редуцирайки натрия до “прахообразна форма”.

Необходимостта от разработване на алтернативи на повсеместната литиево-йонна батерия се дължи на факта, че литият е рядък и скъп за добиване. Изобилният натрий има подходящи свойства, и учените виждат огромен потенциал за прилагането на материала в евтини и мащабни системи за съхранение на слънчева и вятърна енергия.

Подобно на литиево-йонната батерия, при натриево-йонната батерия се генерира енергия, като натриевите йони преминават от един електрод в друг през течен електролит. Но досега натриево-йонните батерии имаха много кратък живот. Той се дължи на натрупването на натриеви йони при електродите, при което се образува така нареченият “твърдотелен електролитен интерфейс”, който буквално „изяжда“ натриевите йони. В резултат след намаляването на количеството им батерията престава да работи.

Екипът учени e успял, използвайки ултразвукова технология, да разтопи натрия, после да го охлади и превърне в прах, „суспендиран в хексанов разтвор, оставяйки равномерно разпределение на праховите частици“.

Добавянето само на няколко капки от този прахообразен материал по време на производството както на анодните, така и на катодните електроди е подобрило многократно работата на батерията. Циклите на зареждане и разреждане са се удължили, както и ефективността на трансфер на заряда.

Екипът е подал патент за технологията, а сега работи по оптимизиране на производството на прахообразния процес и на батериите. Учените вярват, че натриевият прах ще бъде липсващата съставка, необходима за индустриализиране на натриево-йонните батерии.


Вижте също...