Инженеры из Университета Лимерика в Ирландии совместно с коллегами из Бирмингемского университета представили первый в мире полноэлементный двукатионный аккумулятор, в котором сочетаются ионы лития и натрия. Такая технология позволяет существенно повысить емкость и стабильность батарей, открывая новые перспективы для энергетики и электротранспорта.
Об этом сообщает ProIT
Новые подходы к аккумуляторным технологиям
Исследовательскую группу возглавили Хью Джини и доктор Сайед Абдул Ахад, которые работали на кафедре химических наук и в Институте Бернала. Их инновационная разработка предполагает применение сразу двух типов катионов — натрия и лития — в одном электролите с преобладанием натрия. По сравнению с традиционными натрий-ионными аккумуляторами, такая система обеспечивает существенно более высокую производительность, лучшую энергоэффективность и способствует снижению экологического воздействия.
“Мы впервые показали, что натрий-ионные аккумуляторы можно “перезаряжать” путем объединения натрия и лития в двукатионном электролите с преобладанием натрия. Этот прорыв открывает путь к созданию более экологичных и высокопроизводительных аккумуляторных батарей”, — отмечает Хью Джини.
Преимущества и перспективы новой батареи
По словам доктора Сайеда Абдула Ахада, добавление ионов лития к натриевому электролиту позволяет удвоить емкость аккумулятора. Литий в этом случае выступает как “усилитель емкости” в электролите, что способствует зарядке натрий-ионной системы и обеспечивает долгосрочную стабильность работы. Такой подход не только повышает плотность энергии, что является ключевым для увеличения пробега электромобилей, но и улучшает безопасность и экологичность аккумуляторов благодаря снижению использования дорогих и вредных для окружающей среды материалов, таких как кобальт.
Ранее натрий-ионные батареи рассматривались как устойчивая альтернатива литий-ионным системам, однако их меньшая плотность энергии ограничивала их практическое применение. Теперь же сочетание лития и натрия позволяет аккумулятору выдерживать до 1 000 циклов зарядки и разрядки, что делает эту батарею более долговечной, экологичной и доступной альтернативой традиционным литий-ионным технологиям.
В будущем команда ученых планирует экспериментировать с различными комбинациями материалов и новыми ионными системами, в том числе с анодами на основе кремния и альтернативными парами, такими как литий-магний и калий-литий. Эти исследования должны еще больше расширить возможности современных аккумуляторных технологий.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nano Energy.