Фахівці Токійського університету науки заявили про прорив у сфері технологій виробництва акумуляторів, який може покласти край домінуванню літій-іонних джерел живлення.
Керівник експериментального проєкту професор Сін'їті Комаба офіційно довів, що натрій-іонні батареї з анодами з твердого вуглецю здатні заряджатися швидше за своїх літієвих аналогів, зберігаючи при цьому високу щільність енергії.
Згідно з дослідженням, опублікованим у науковому журналі Chemical Science, команді вдалося подолати головну перешкоду, що стримувала масове впровадження натрієвих батарей, - їхню здатність до швидкої зарядки без деградації. Раніше вважалося, що в реальних умовах досягти високої ефективності твердого вуглецю неможливо. Однак японські вчені застосували інноваційний «метод розведеного електрода», змішавши частинки твердого вуглецю з неактивним матеріалом. Це дало змогу усунути «іонні затори» всередині електроліту і виявити справжні кінетичні властивості матеріалу.
Результати показали, що іони натрію проникають у нанопори твердого вуглецю значно швидше і потребують менше енергії активації для заповнення структури, ніж іони літію. Це спростовує усталену в індустрії думку про повільність натрієвих систем.
«Наші результати не тільки підтверджують, що натрій-іонні батареї є дешевшою і безпечнішою альтернативою, а й вказують на їхню реальну перевагу у швидкості заряджання і стабільності роботи», - наголошується в заяві дослідницької групи.
Це відкриття має критичне значення для автомобільної промисловості та систем зберігання енергії. Сучасний ринок залежить від літій-іонних акумуляторів, які, незважаючи на високу ефективність, залишаються «ризикованими» через дефіцит літію, високу вартість видобутку і пожежонебезпеку. Натрій, навпаки, є одним із найпоширеніших елементів на Землі, а використання твердого вуглецевого анода робить батареї стійкими до перегріву.
Експерти вважають, що промислове підтвердження високих швидкісних характеристик твердого вуглецю прискорить перехід від літію до натрію, особливо в сегменті електромобілів і стаціонарних енергомереж, де швидкість поповнення заряду і безпека є ключовими факторами.
