Натрій-іонні батареї, які обіцяють стати дешевою та доступною альтернативою літієвим, нарешті подолали головну перешкоду на шляху до масового впровадження. Вчені з Національного університету Сінгапуру розробили новий тип твердотільного акумулятора, який працює майже в 10 разів довше та значно безпечніше за своїх попередників.
Проблема, яку вирішували роками
Головна «ахіллесова п'ята» сучасних натрій-іонних батарей — це електроліт. Рідкі варіанти, хоч і дешеві, є пожежонебезпечними, а твердотільні — страждають від низької провідності та нестабільності. При контакті з металевим натрієм вони швидко деградують, а на електродах утворюються дендрити — мікроскопічні голки, які можуть пробити ізоляцію та викликати коротке замикання.
Геніальне рішення з звичайної сечовини
Сінгапурські дослідники знайшли елегантний вихід із ситуації. Вони додали до полімерного електроліту ультратонкі листи графітового нітриду вуглецю — матеріалу, який можна отримати зі звичайної сечовини. Це не лише здешевило виробництво, але й кардинально змінило властивості батареї.
Результати, які змінюють правила гри
Ефект виявився вражаючим. Новий матеріал покращив провідність електроліту більш ніж удвічі та майже повністю усунув ризик утворення дендритів. Під час випробувань звичайна батарея виходила з ладу через 250 годин, тоді як покращена версія працювала без збоїв понад 2000 годин.
Крім того, прототипи показали видатну довговічність: після 500 циклів зарядки та розрядки вони зберегли 95% своєї початкової ємності. Батарейки також стали міцнішими та стійкішими до механічних пошкоджень, що робить їх ідеальними для використання в електромобілях та стаціонарних системах зберігання енергії.