Top.Mail.Ru
Новости

Новый материал повысил емкость натрий-ионных аккумуляторов. Они намного дешевле литий-ионных

2 августа 2022

В Сколтехе совместно с МГУ разработали новый материал для катодов натрий-ионных аккумуляторов. Это порошок фторидофосфата натрия — ванадия с особой кристаллической решеткой. Катоды из такого материала обеспечивают аккумуляторам рекордную на сегодняшний день энергоемкость.

Фото iStock

Натрий-ионные аккумуляторы имеют практически одинаковые характеристики с используемыми сейчас литий-ионными, но стоят дешевле. Натрий широко распространен в природе, а вот крупных месторождений лития в мире не так много, и этот металл стремительно дорожает на фоне растущего спроса на электромобили. Поэтому натрий-ионные аккумуляторы считаются перспективной заменой литий-ионных.

Фторидофосфат натрия — ванадия повышает емкость натрий-ионных аккумуляторов на 10–15% по сравнению с ранее известными катодными материалами. По словам ученых, предыдущий материал-рекордсмен имеет схожий состав и даже аналогичное название. Отличие нового материала — в соотношении составляющих его элементов и строении кристаллической решетки. Строение решетки в материалах электродов имеет ключевое значение, поскольку именно она удерживает переносящие заряд ионы.

При разработке нового материала исследовательская группа использовала собственный оригинальный метод поиска вещества с необходимыми свойствами.

«В «батареечном» сообществе принято искать материалы или эмпирически, то есть методом проб и ошибок, или проверяя одним махом огромный набор соединений. Но наш подход — рациональный дизайн на основе химии твердого тела: мы отталкиваемся от фундаментальных законов и принципов и стараемся прийти к материалу с желаемыми свойствами», — объясняет стажер-исследователь Семен Шраер из Сколтеха.

Сначала ученые на теоретическом уровне вывели формулу потенциального материала-кандидата и определили оптимальное строение его кристаллической решетки. За образец они взяли решетку титанил-фосфата калия — он используется в лазерной технике, но в сфере аккумуляторных технологий является новым веществом. После завершения теоретических расчетов материал был синтезирован, а затем испытан.

«Реальные характеристики материалов всегда ниже рассчитанных теоретически. С новым материалом нам удалось в экспериментах достичь показателей, которые превысили даже теоретически предсказанные характеристики прежних материалов — это существенно», — говорит старший преподаватель Сколтеха Станислав Федотов.

По словам ученых, по мере разработки новых эффективных материалов натрий-ионные аккумуляторы смогут лучше конкурировать со своими литий-ионными аналогами, заменив их в перспективе в качестве источников питания электробусов и грузовиков на электроприводе, а также в системах хранения энергии на ветряных и солнечных электростанциях.

0
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
0
0
Читать также
Сотрудник топливного терминала «Газпром нефти» за работой

В 2026 году в Челябинской области откроют новый топливный терминал

1 мин. чтения
Закалка обечайки реактора ВВЭР ТОИ

ИИ помог найти рецепт высокопрочной стали для атомных реакторов методом естественного отбора

2 мин. чтения
Посетители пьют кофе на одной из АЗС «Газпром нефти»

Кофейный жмых с автозаправочных станций Москвы и Петербурга превратят в топливо

2 мин. чтения
Вид на добывающую платформу Приразломного месторождения

Ученые подвели итоги 10-летнего экомониторинга в районе Приразломного месторождения

2 мин. чтения
Физики Игорь Курчатов и Юлий Харитон в научной лаборатории

Курчатова прозвали Бородой, а Харитон рассылал свои гонорары нуждающимся: какими были великие советские физики-ядерщики

5 мин. чтения
В операторной Омского нефтеперерабатывающего завода

ОПЕК увеличила прогноз роста спроса на нефть на 2026 год

2 мин. чтения
Грузовые автомобили везут уголь из карьера

На форуме в Москве ответят на главные вопросы развития угольной промышленности России

1 мин. чтения
Единственный в России СПГ бункеровщик

В Минпромторге рассказали, какие энергетические технологии появятся в России до 2030 года

2 мин. чтения
Визуализация водородной мембаны, устойчивой к низкой влажности

Для топливных элементов создали эффективную мембрану, которая не испытывает «жажды»

2 мин. чтения
Вахтовик строит энергетику будущего из цифровых кирпичиков

Из каких кирпичиков выстраивают цифровую архитектуру энергетики будущего

2 мин. чтения