Натрий-ионный аккумулятор – новый шаг продвижения

Натрий-ионный аккумулятор – новый шаг в разработке

Большая часть современных батарей используют редкий элемент — литий, добыча которого в основном налажена в Южной Америке. Если этот источник будет истощён, производство литий-ионных аккумуляторов окажется под вопросом.

Натрий — более дешевый и богатый с точки зрения добычи элемент. Это хорошая альтернатива производству литий-ионных батарей, которые, как известно, не терпят действия воды (даже сильного уровня влажности).

Чем характерен натрий-ионный аккумулятор

Всемирные усилия по созданию натрий-ионных батарей, столь же функциональных, как литий-ионные аккумуляторы, ограничиваются  способностью натрия к воспламенению.

К тому же учёные до сих пор не решили, как предотвратить «заблуждение» ионов натрия в первые несколько циклов заряда и разряда батареи.

И вот специалисты Университета Пердью создали версию порошка, способную устранить проблему и привести к правильному заряду.

Несмотря на то, что натрий-ионные батареи получаются физически тяжелее литий-ионной технологии, учёные продолжают активно изучать это направление.

Интерес очевиден — новый тип аккумуляторов способен хранить энергию, полученную от мощных солнечных и ветроэнергетических объектов и при этом значительно экономичнее технологии литий-ионных аккумуляторов.

Основная проблема разработки заключается в том, что во время начальных циклов зарядки ионы натрия в химическом процессе осаждаются на жестком углеродном аноде и не переходят на катод. Ионы накапливаются в структуре, получившей название «твердый электролитический интерфейс».

Вариация натрий-ионной батареи от Purdue

Специалисты Purdue предложили использовать порошковый натрий, который обеспечивает необходимым количеством вещества поверхность твердого электролита для защиты углерода, но не накапливается до такой массы, чтобы возникал эффект потребления ионов.

Учёные также минимизировали воздействие влаги на вещество, создавая порошок натрия в боксе, заполненном газовым аргоном. Процесс создания порошка проходит с использованием ультразвука (инструмента, который используется для мониторинга развития плода).

Таким оригинальным методом определяется степень расплавления кусков натрия. Затем полученный расплав охлаждается и суспендируется в растворе гексана для равномерного диспергирования частиц порошка.

Всего несколько капель суспензии вещества на анодных или катодных электродах во время их формирования позволяют заряжать и разряжать аккумуляторную батарею натрий-ионной батареи с большей стабильностью. Соблюдаются минимальные требования к функциональности батареи и в плане допустимой ёмкости.


На основе материалов: Purdue