Поскольку цены на литий более чем в пять раз выше, чем они были год назад, исследователи из Сколтеха и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова разработали материал для натрий-ионных аккумуляторов, который является альтернативой все более дорогой литий-ионной технологии. Новый материал представляет собой порошок фторида фосфата натрия-ванадия с особой кристаллической структурой. Используемый в катоде аккумулятора, он обеспечивает рекордно высокую емкость накопителя энергии, устраняя одно из узких мест появляющейся натрий-ионной технологии. Результаты исследования таковы сообщается вСвязь с природой.

Литий-ионные аккумуляторы есть повсюду: среди прочего, они питают портативную электронику и электромобили, а также накапливают энергию, вырабатываемую ветряными электростанциями, для выравнивания неравномерности ветра. Однако полагаться только на литий рискованно, поскольку химические вещества, входящие в его состав, становятся все дороже, 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 создания натриево-ионных аккумуляторов является относительно новой, и хотя базовая архитектура аккумуляторного элемента та же, для основных компонентов приходится использовать другие материалы. Среди них катод имеет решающее значение для характеристик батареи. В своей недавней статье исследователи из Сколтеха и МГУ предложили новый катодный материал, который обеспечивает на 10-15% лучшую плотность энергии батареи, чем у нынешнего главного конкурента.

“И наш новый материал, и тот, который недавно внедрила промышленность, называются натрий-ванадийфосфат—фторид — они состоят из атомов одних и тех же элементов. Что отличает их друг от друга, так это то, как расположены эти атомы и в каком соотношении они содержатся в соединении”, — сказал соавтор исследования, доцент Сколтеха Станислав Федотов.

По мнению ученых, как только будут проведены дополнительные 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 накопителях энергии на ветряных, солнечных электростанциях и в других местах.

Перепечатано с разрешения автора.