Аккумуляторы нового типа разработали российские ученые. Над их созданием трудятся исследователи в области энергоэффективности Института неорганической химии имени А. В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук. Суть исследования в том, чтобы наделить металл-ионные аккумуляторы и конденсаторы особыми свойствами с помощью углеродных наноматериалов.
Созданы прототипы. Они показали верность нового направления. В частности, к настоящему времени уже доказана эффективность и высокий КПД аккумуляторов, в которых в качестве металла используют натрий.
Это весьма дешевый и простой в получении материал, и изготовленные на его основе конденсаторы и перезаряжаемые батареи получаются очень недорогими в плане себестоимости. Более того, за счет введения таких компонентов, как дисульфид молибдена (MoS2) и углерода, объединенных в гибридный материал, ученые получили весьма долговечные аккумуляторы, у которых повышенная, по сравнению с обычными, емкость.
Научный сотрудник лаборатории физикохимии наноматериалов ИНХ СО РАН кандидат химических наук Светлана Столярова отметила, что натрий выгоден по сравнению с тем же литием, так как литий весьма дорог и довольно редок. Тем временем, литий-ионные батареи являются самыми распространенными, они запитывают миллиарды электронных устройств на Земле.
Столярова пояснила, что сейчас идут тесты на многократные циклы заряда-разряда, чтобы выяснить перспективность нового направления. После каждого цикла ведутся замеры параметров. Проанализировав их, исследователи сравнят полученные цифры и графики с имеющимися, но на основе других, более дорогих материалов.
Пока новые натриевые аккумуляторы проигрывают литию лишь в одном: натрий обязан быть связанным с графитом в катоде, но делать это в отличие от лития не хочет. Ученым пришлось пойти другим путем: они сделали углеродный катод сильно пористым, причем поры развиты вглубь весьма значительно. В итоге катионы натрия после обработки катода глубоко проникли в поры, где адсорбировались на уголь. Так удалось добиться их накопления в катодном композите в большом количестве.
Перед исследователями применение пористых наноматериалов открывает широкие перспективы. В частности, еще и потому, что они могут связать два несвязываемых вещества. Тот же дисульфид молибдена обладает лучшими емкостными свойствами, чем углерод, но, если его использовать в ячейке аккумулятора в чистом виде, он быстро взорвется, так как нестоек. В смеси с углеродом он ведет себя спокойно.
Практическое использование российских гибридных натриево-молибденово-угольных аккумуляторов не за горами, уверены ученые.