Поскольку цены на литий более чем в пять раз выше, чем год назад, исследователи из Сколтеха и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова разработали материал для натрий-ионных аккумуляторов, который является альтернативой все более дорогим литий-ионным технологиям. Новый материал представляет собой порошок фторида фосфата натрия-ванадия с особой кристаллической структурой. Используемый в катоде аккумуляторной батареи, он обеспечивает рекордно высокую емкость для хранения энергии, устраняя одно из узких мест появляющейся натрий-ионной технологии. Результаты исследования заключаются в следующем сообщается вСообщения о природе.

Литий-ионные аккумуляторы есть повсюду: помимо прочего, они питают портативную электронику и электромобили, а также накапливают энергию, вырабатываемую ветряными электростанциями, чтобы выровнять неравномерный характер ветра. Однако полагаться только на литий рискованно, поскольку его химикаты становятся все более дорогими, их производство довольно грязное, а месторождения руды неравномерно распределены по всему миру. На одну ступень ниже в периодической таблице гораздо более распространенный щелочной металл натрий подходит в качестве возможной альтернативы литию.

Пока технология натриево-ионных аккумуляторов является относительно новой, и хотя базовая архитектура аккумуляторного элемента та же, для основных компонентов приходится использовать разные материалы. Среди них катод имеет решающее значение для характеристик батареи. В своей недавней статье исследователи из Сколтеха и МГУ разработали новый катодный материал, который обеспечивает на 10-15% лучшую плотность энергии батареи, чем у нынешнего главного конкурента.

“Как наш новый материал, так и тот, который недавно был внедрен промышленностью, называются фторид фосфата натрия-ванадия — они состоят из атомов одних и тех же элементов. Что отличает их, так это то, как расположены эти атомы и в каком соотношении они содержатся в соединении”, — сказал соавтор исследования, доцент Станислав Федотов из Сколтеха.

По мнению ученых, как только будут проведены новые исследования эффективных материалов для натрий-ионных аккумуляторов, они вполне могут заменить литий-ионные аккумуляторы в тяжелых электромобилях, таких как автобусы и грузовики, а также в стационарных хранилищах энергии на ветряных, солнечных фермах и в других местах.

Перепечатано с разрешения автора.