Американские ученые из Технологического института Джорджии разработали новую комбинацию металлов, которая позволяет значительно улучшить работу твердотельных аккумуляторов, используемых в электромобилях и современных гаджетах. Исследователи экспериментировали со смешиванием лития и натрия, благодаря чему удалось снизить давление, необходимое для функционирования таких батарей. Это открывает путь к созданию более легких и долговечных источников энергии для различных устройств.
Об этом сообщает ProIT
Преимущества новой технологии и принцип действия
Твердотельные аккумуляторы отличаются повышенной емкостью и безопасностью по сравнению с традиционными литий-ионными батареями, поскольку вместо жидкого электролита используется твердый, что повышает стабильность работы. Однако для их стабильной эксплуатации требуется высокое давление, которое обычно обеспечивают массивные металлические пластины — часто они тяжелее самой батареи. Группа под руководством Сон Гин Юна выяснила, что добавление натрия к литию позволяет сократить необходимое давление для работы аккумулятора. Мягкость натрия способствует лучшему контакту лития с твердым электролитом, что повышает общую производительность устройства.
Биологический подход и перспективы внедрения
Чтобы объяснить природу эффективности новой комбинации, ученые воспользовались концепцией морфогенеза — процесса, в ходе которого живые организмы развиваются под влиянием локальных условий. Выяснилось, что натрий в составе аккумулятора ведет себя как деформируемая фаза, адаптируясь к структурным изменениям во время зарядки и разрядки.
Благодаря этой разработке появляется возможность создавать аккумуляторы для смартфонов и электромобилей, которые смогут обеспечивать пробег до 800 км на одном заряде. Несмотря на то, что перед коммерческим запуском технологии нужно преодолеть еще немало вызовов, команда исследователей продолжает изучать новые материалы и совершенствовать результаты.
«Возможность уменьшить необходимое давление без ущерба для энергоемкости открывает новые возможности для масштабирования твердотельных аккумуляторов».
Главная цель разработки — сделать твердотельные аккумуляторы конкурентоспособными с литий-ионными аналогами. Снижение требований к давлению во время эксплуатации открывает новые перспективы для массового внедрения этих батарей в бытовые устройства и транспорт.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.