Китайские учёные разработали новую натриево-серную батарею. Исследование опубликовано в журнале Nature, и в технических подробностях. Работа координальным образом меняет представление о том, чем мы будем питать электронику будущего.
Что за штука такая? Это натриево-серная батарея с анод-фри конструкцией — то есть без привычного металлического анода, который есть у большинства аккумуляторов. Команда учёных из Китая смогла заставить работать реакцию между натрием и серой так, что получилась рабочая ячейка с напряжением порядка 3,6 В, плотностью энергии до 2021 В·ч на килограмм и выдающейся удельной ёмкостью — всё это при стоимости около $5 за киловатт-час энергии.
Если перевести сухие цифры в живой язык: такие показатели в семь раз выше, чем у привычных литий-ионных батарей, и потенциально это означает, что электромобиль может проехать дольше, а стационарные системы хранения энергии смогут держать заряд дольше и безопаснее. У разработки есть ещё одна важная особенность: электролит не горит. В отличие от лития, который любит «вспыхивать» при повреждении или перегреве, здесь такого риска практически нет — по крайней мере на первых испытаниях.
Учёные сами честно говорят: «Ключ к успеху в том, что мы смогли активировать высоковалентную химию серы и добиться обратимой реакции с натрием в нетоксичном и негорючем электролите».
Всё работает так, как задумано, и при этом не взрывается.
Батарея в течение года без использования сохранить более 95 % заряда. Для сравнения: обычные литий-ионные батареи теряют заметную часть заряда уже через несколько месяцев. Это делает новую технологию интересной не только для электромобилей, но и для «энергосховищ» солнечных ферм или бытовых накопителей.
Но не всё так радужно. Есть технические оговорки. Электролит, хоть и негорюч, всё же довольно агрессивен с химической точки зрения и требует осторожного обращения. Долгосрочная стабильность при контакте с воздухом пока не доказана, и до серийного производства ещё далеко.
Тем не менее то, что получилось у китайских лабораторий, — это не просто очередной эксперимент. Это сигнал индустрии: эпоха доминирования лития может серьёзно пошатнуться. Интерес к натрию как к материалу подогревается не только из-за его дешевизны, но и из-за крайней доступности — натрий гораздо распространённее лития на Земле и проще добывается.
В сухом остатке: новый тип батарей реально работает, стоит копейки, безопаснее того, что есть у нас сейчас, и может изменить рынок энергосбережения. Но перед тем, как он появится в электромобилях, смартфонах и энергохранилищах, инженерам предстоит решить ещё несколько ключевых задач. А пока — это отличный повод для разговора о том, что будущее энергетики может быть гораздо проще и дешевле, чем мы думали ещё вчера.