Литий-ионные аккумуляторы — это перезаряжаемые батареи, используемые в самых разных электронных устройствах, таких как электромобили. Литий лёгкий и обладает преимуществом способности накапливать большой заряд электроэнергии.
Сайед Абдул Ахад и Хью Джини осматривают компоненты новой батареи. Фото: Alan PlaceВ то же время запасы лития ограничены. Этот белый металл поставляется лишь несколькими странами, что приводит к экономической зависимости и может вызвать проблемы в цепочке поставок. В зависимости от способа добычи, это также создаёт экологические проблемы.
Натрий, с другой стороны, является щелочным металлом, широко распространённым в земной коре, что делает производство аккумуляторов более рентабельным. Однако натриевые аккумуляторы, как правило, имеют меньшую плотность энергии и более длительный срок службы.
Исследователи из Университета Лимерика разработали аккумулятор, сочетающий в себе преимущества литиевых и натриевых аккумуляторов. По словам исследователей, это первый случай разработки таких полноэлементных двухкатионных аккумуляторов.
Исследователи использовали в качестве анода нанопроволоки из редкоземельного металла германия, что позволяет ионам натрия легче мигрировать через электролит к катоду, изготовленному из пирита. В то же время электролит содержит катионы лития, то есть положительно заряженные ионы.
Поэтому разработанный исследователями аккумулятор называется «полноэлементным двухкатионным аккумулятором». В однокатионных аккумуляторах используется только один тип катионов, например, литий. Объединив свойства ионов лития и натрия, исследователи смогли увеличить ёмкость аккумулятора и повысить его стабильность. Если бы в аккумуляторе использовались только ионы натрия, его характеристики ухудшились бы примерно после 50 циклов зарядки.
Благодаря двойному электролиту аккумулятор сохранял стабильную зарядную ёмкость даже после 540 циклов зарядки. Двойной электролит также позволил удвоить ёмкость по сравнению с аккумуляторами с чистым натрием. Это особенно важно для запаса хода электромобилей.
Система была усовершенствована, поскольку ионы лития действуют как усилители ёмкости для ионов натрия. По словам исследователей, ионы лития и натрия работают вместе во время зарядки и разрядки. После 1000 циклов зарядки в ходе экспериментов ёмкость аккумулятора составляла 80%.
По мнению исследователей, такой тип аккумулятора может открыть новую эру для электромобилей и портативных устройств. Технология двойного катиона обеспечивает натриевым аккумуляторам большую ёмкость и срок службы, сохраняя при этом их преимущества перед литиевыми аккумуляторами, а именно, более низкую стоимость и безопасность. Таким образом, электромобили с таким аккумулятором могут быть дешевле без ущерба для запаса хода по сравнению с моделями с литий-ионными аккумуляторами.
📃 Читайте далее на сайте
В США представили вооружённого робота-собаку CODiAQ для поддержки армейских подразделений
Microsoft планирует полностью перенести производство за пределы Китая уже к 2026 году
В Китае завершили холодные испытания первого в мире малого атомного реактора
