Распространенные на рынке потребительской электроники литий-ионные аккумуляторы слишком дороги для такого использования. А современные натриевые аккумуляторы дешевые и могут работать при температурах выше 300 градусов по Цельсию, однако это снижает их емкость и создает серьезные проблемы по обеспечению безопасности таких батарей.

Ученые постарались совместить достоинства обоих типов аккумуляторов и создать новый тип - натрий-ионную батарею с дешевым натриевым электролитом и электродами из литиевых батарей. Натрий-ионный аккумулятор работает при комнатной температуре и использует ионы натрия. Новая технология позволит создавать дешевые натриевые аккумуляторные батареи для крупномасштабного приминения в национальных электросетях.

Ученые позаимствовали электроды у литий-ионных аккумуляторов. Эти электроды изготовлены из оксида марганца, атомы, которого образуют множество отверстий и тоннелей, в которые проходят ионы лития во время работы аккумулятора. Свободное передвижение ионов лития позволяет батарее накапливать или отдавать электричество. Однако простая замена ионов лития на ионы натрия невозможна - последние на 70% крупнее и не проходят сквозь поры оксида марганца. В своей работе ученые также использовали наноматериалы.

Прототип натрий-ионного аккумулятора с новыми электродами показал наивысшую емкость в 128 миллиампер-часов на грамм материала электрода, что превосходит предыдущий "рекорд" в 80 миллиампер-часов на грамм. Кроме того, новый аккумулятор демонстрирует достаточную для потребительского использования долговечность: после 100 циклов зарядки-разрядки, он потерял только 7% своей емкости, а после 1000 - 23%.

Недостаток натрий-ионного аккумулятора заключается в том, что чем быстрее он заряжается, тем меньше энергии он может накопить. Ученые предполагают, что это связано с медленным движением ионов натрия.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber