Материал для натрий-ионных аккумуляторов разработали в Новосибирске

Новосибирск. 27 сентября. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Специалисты Института неорганической химии им.А.В.Николаева СО РАН (ИНХ, Новосибирск) и Института ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН разработали и проверили с помощью синхротронного излучения перспективный материал для аккумуляторов нового поколения, сообщает пресс-служба ИЯФ.

"Сейчас научная группа исследует характеристики гибридного материала из дисульфида молибдена и графена, который перспективен в качестве анодной части натрий-ионных аккумуляторов. Исследования показали, что синтезированный материал обладает хорошей стабильностью и достаточной энергоемкостью, то есть, основные параметры качества батареек остаются на высоком уровне", - говорится в сообщении.

Отмечается, что в настоящее время практически вся портативная электроника и бытовая техника работает на литий-ионных аккумуляторах, которые быстро заряжаются, обладают высокой энергоемкостью и долго служат, однако довольно дороги из-за высокой цены на литий.

Задача исследователей состоит в том, чтобы путем точечных замен или удаления атомов химических элементов в синтезируемом материале, задавать такие характеристики, которые позволят ионам натрия эффективно с ним взаимодействовать.

В получившиеся пустые места, так называемые "вакансии", помещаются атомы других химических элементов, например, азота, никеля, селена или кобальта, что позволяет скорректировать условия синтеза материала и получить необходимые характеристики для будущего аккумулятора: емкость, стабильность, длительность работы, в том числе при высоких плотностях тока.

Ученым удалось показать, что синтезируемый материал обладает хорошей стабильностью в течение более 1200 циклов заряда и разряда аккумулятора и достаточной энергоемкостью (440 мАч/г при плотности тока 0.1 A/г).

"Теоретическая емкость аморфных углеродных материалов, обычно используемых в качестве анода натрий-ионных аккумуляторов, не превышает 300 мАч/г и такие материалы теряют порядка 20% своей емкости после 1000 циклов работы аккумулятора", - говорится в сообщении.

Полученный материал изучается при помощи рентгеновской спектроскопии на экспериментальной станции "Космос" Центра коллективного пользования "Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения" на базе ИЯФ.

Пользовательская станция расположена на единственном в России высоковакуумном канале мягкого рентгеновского диапазона. "Космос" использует синхротронное излучение из коллайдера ВЭПП-4 ИЯФ СО РАН, который генерирует мощный поток фотонов в широком спектральном диапазоне - от видимого излучения до жесткого рентгеновского.