Если оставить воду в батареях, их ёмкость почти удвоится

Натрий-ионные батареи имеют ряд преимуществ относительно литий-ионными. ОТем не менее высокая ёмкость к их достоинствам не относится. Ситуация может измениться за счёт новому методу создания батарей, в котором используются катоды с высоким содержанием воды.

В настоящее время литий-ионные батареи действительно не имеют себе равных с точки зрения плотности энергии и малого веса. Именно следовательно они нашли применение во всём — от электромобилей до мобильных телефонов. Но у этой технологии, безусловно, есть и проблемы, в том числе потому, что добыча лития сложна, дорога и наносит ущерб окружающей среде. Литиевые батареи также склонны к перегреву, могут загораться и плохо работают при очень низких температурах.

Поэтому исследователи уделяют большое внимание натрий-ионным батареям. В конце концов, натрий чрезвычайно распространён, его легко добывать и он не сопряжён с геополитическими сложностями, связанными с добычей лития. Однако натрий-ионные батареи, обычно, тяжелее и имеют более низкую энергетическую плотность, чем литий-ионные, что означает меньшую отдачу энергии при большей массе. При этом они более безопасны, дешевле в производстве и практически не сталкиваются с перебоями поставок.

Теперь, применив уникальный подход к материалу катода в натрий-ионной батарее, исследователи из Университета Суррея в Англии нашли способ почти удвоить её ёмкость. Катоды были созданы из наноструктурированного гидрата ванадата (NVOH).

«Наши результаты были совершенно неожиданными», — сказал ведущий автор исследования Даниэль Коммандер. «Соединение на основе оксида натрия и ванадия известно уже множество лет, и обычно его подвергают термической обработке для удаления воды, поскольку считается, что она вызывает проблемы. Мы решили опровергнуть это предположение, и результат оказался гораздо лучше, чем мы ожидали. Материал продемонстрировал более высокую эффективность и стабильность, чем ожидалось, и даже может открыть новые возможности для использования этих батарей в будущем».

NVOH оказался настолько эффективным, что сегодня он считается одним из лучших катодных материалов для натрий-ионных батарей. Тестовые батареи, изготовленные из этого материала, оставались стабильными в течение более 400 циклов заряда-разряда.