Хотя литий-ионные аккумуляторы остаются ведущей технологией для мобильной электроники и электротранспорта, трудности с добычей лития заставляют искать альтернативные варианты накопителей энергии. Международная команда исследователи разработала новый материал для натрий-ионных батарей, обещающий более высокое напряжение и емкость. К тому же, он доступнее и дешевле лития.
«Натрий почти в 50 раз дешевле лития и его можно добывать из морской воды, что делает его намного более жизнеспособным вариантом для накопления энергии в больших масштабах, — сказал Пьер-Мануэль Канепа из Университета Хьюстона, один из руководителей проекта. — Натрий-ионные батареи могут быть дешевле и проще в изготовлении, что помогает снизить зависимость от лития и сделать технологию батарей более доступной во всем мире».
Созданный группой Канепы материал — фосфат натрия-ванадия с химической формулой NaxV2(PO4)3 — увеличивает плотность энергии натрий-ионной батареи более чем на 15 %. Таким образом, пишет Science Daily, этот показатель поднимается с 396 Вт*ч/кг, как у средней натриевой батареи, до 458 Вт*ч/кг.
Новый материал отличается от существующих тем, что позволяет натрию функционировать в качестве однофазовой системы. Это означает, что он остается стабильным, выделяя и поглощая ионы натрия, и выдавать постоянное напряжение в 3,7 В. Это немного больше, чем могут существующие материалы (3,37 В), но даже такая незначительная разница позволяет существенно повысить плотность энергии. Ключевой компонент нового материала — ванадий, способный существовать в разных стабильных состояниях.
«Постоянное изменение напряжения — ключевая характеристика, — сказал Канепа. — Это значит, батарея может быть более эффективной, не теряя стабильности электродов. Это прорыв в натрий-ионной технологии».
Метод синтеза, который ученые применяли до получения NaxV2(PO4)3, можно использовать и для производства других материалов с похожими химическими свойствами.
