Russia

Слоёная батарея: учёные предложили новую технологию создания натриевых аккумуляторов

Российские и немецкие исследователи выяснили, что в аккумуляторных батареях вместо редкого и дорогого лития можно использовать натрий, уложенный особым способом. По мнению учёных, сделанные по такой технологии аккумуляторы будут более дешёвыми по сравнению с теми, что используются сейчас, но при этом не уступающими им в ёмкости. В настоящее время проводятся эксперименты по практическому созданию многослойных структур из натрия и графена.

Слоёная батарея: учёные предложили новую технологию создания натриевых аккумуляторов

Международный коллектив учёных под руководством профессора Аркадия Крашенинникова, представляющих Национальный исследовательский технологический университет МИСиС, Институт биохимической физики имени Н.М. Эмануэля (ИБХФ РАН) и Центр имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф (Германия) и Институт Макса Планака (Германия), установил, что вместо дорогого и редкого лития в аккумуляторах можно использовать натрий, уложенный особым способом. Об этом сообщается в журнале Nano Energy.

За основу своей работы учёные взяли предыдущее исследование немецких специалистов, которые выяснили, что ёмкость батареи значительно увеличится, если атомы лития расположить в три слоя между двумя слоями графена.

«При трёхслойной укладке атомов лития в биграфене ёмкость составила 828 мАч/гр (миллиампер-час на грамм материала), что выше более чем в два раза по сравнению с традиционными графитовыми анодами (372 мАч/гр)», — сообщил RT первый автор работы, научный сотрудник лаборатории неорганических наноматериалов НИТУ МИСиС Илья Чепкасов.

Международная группа учёных методом компьютерного моделирования установила, что этот подход применим к созданию аналогичных структур, в которых литий можно заменить натрием. Литий, который используется в современных аккумуляторах, металл редкий и дорогой, утверждают исследователи. Стоимость основного рабочего катиона натрий-ионного аккумулятора примерно в 100 раз ниже, чем у литий-ионного, поскольку химические свойства натрия позволяют использовать лёгкий и недорогой алюминий вместо меди. Как утверждают исследователи, натрий является наиболее дешёвым и распространённым щелочным металлом. Таким образом, аккумуляторы на основе натрия будут значительно дешевле литиево-ионных. 

Напомним, изобретателям аккумуляторов на основе лития в 2019 году присудили Нобелевскую премию по химии.

Также по теме

Старший научный сотрудник кафедры электрохимии химического факультета МГУ Олег Дрожжин со своим студентом Ильёй Тертовым «Свойства оказались уникальными»: российские химики синтезировали перспективный материал для аккумуляторов

Химики из МГУ синтезировали уникальный материал для натрий-ионных аккумуляторов. Батареи такого типа значительно дешевле литий-ионных...

Результаты моделирования показали, что энергоёмкость новой структуры на основе натрия сопоставима с ёмкостью обычного традиционного графитового анода в литий-ионных аккумуляторах: около 335 мАч/гр против 372 мАч/гр у лития. 

«Из нашего моделирования следует, что при увеличении числа слоёв натрия возрастает стабильность таких структур», — заключил другой автор работы, старший научный сотрудник НИТУ МИСиС и ИБХФ РАН Захар Попов.

По словам Ильи Чепкасова, в настоящее время коллегами из Германии уже проводятся эксперименты по практическому созданию многослойных структур из натрия и графена. В случае успеха можно будет говорить о создании нового поколения аккумуляторов, которые будут превосходить существующие в ёмкости и стоить в разы дешевле, отмечают исследователи.

Football news:

Golovin scored and provided an assist in Monaco's friendly with AZ
Mueller Pro 8:2 with Barca: We did not control the game so much even in the match with Brazil in 2014
Ander Herrera: if PSG don't win the Champions League, it won't be a failure
Arsenal are investigating the transfer of Pepe for 72 million pounds. The club wants to find out if he overpaid
Ole Gunnar Solskjaer: Manchester United knows how much it hurts to lose in the semi-finals. It's time for the leading players to prove themselves
Arsenal announced the departure of sports Director of Sunley
The Bayern coach who destroyed Barca. He was on Lev's staff at 7:1 in Brazil