Американські науковці з Технологічного інституту Джорджії розробили нову комбінацію металів, що дозволяє значно покращити роботу твердотілих акумуляторів, які використовуються в електромобілях і сучасних гаджетах. Дослідники експериментували зі змішуванням літію та натрію, завдяки чому вдалося знизити тиск, необхідний для функціонування таких батарей. Це відкриває шлях до створення легших і довговічніших джерел енергії для різних пристроїв.
Про це розповідає ProIT
Переваги нової технології та принцип дії
Твердотілі акумулятори вирізняються підвищеною ємністю й безпечністю порівняно з традиційними літій-іонними батареями, оскільки замість рідкого електроліту використовують твердий, що підвищує стабільність роботи. Проте для їх стабільної експлуатації потрібен високий тиск, який зазвичай забезпечують масивні металеві пластини — часто вони важчі за саму батарею. Група під керівництвом Сон Гін Юна виявила, що додавання натрію до літію дозволяє скоротити необхідний тиск для роботи акумулятора. М’якість натрію сприяє кращому контакту літію з твердим електролітом, що підвищує загальну продуктивність пристрою.
Біологічний підхід та перспективи впровадження
Щоб пояснити природу ефективності нової комбінації, вчені скористалися концепцією морфогенезу — процесу, за якого живі організми розвиваються під впливом локальних умов. Виявилося, що натрій у складі акумулятора поводиться як фаза, що деформується, адаптуючись до структурних змін під час заряджання та розряджання.
Завдяки цій розробці з’являється можливість створювати акумулятори для смартфонів та електромобілів, які зможуть забезпечувати пробіг до 800 км на одному заряді. Незважаючи на те, що перед комерційним запуском технології потрібно подолати ще чимало викликів, команда дослідників продовжує вивчати нові матеріали та вдосконалювати результати.
“Можливість зменшити необхідний тиск без шкоди для енергоємності відкриває нові можливості для масштабування твердотільних акумуляторів”.
Головна мета розробки — зробити твердотілі акумулятори конкурентоспроможними з літій-іонними аналогами. Зменшення вимог до тиску під час експлуатації відкриває нові перспективи для масового впровадження цих батарей у побутові пристрої та транспорт.
Результати дослідження опубліковані у журналі Science.