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

Уксус или масло — какой продукт используют для создания судового топлива? Узнайте из квиза о морских технологиях!

1 мин. чтения
Встреча студентов с нефтяниками

Эксперты нефтегазовой отрасли оценили разработки молодых инженеров на ПМЭФ

2 мин. чтения
Фото Shutterstock

В Новосибирске создали сверхчувствительный датчик, способный распознавать метан по нескольким молекулам

1 мин. чтения
Photo.roscongress.ru/ Александр Громов, заместитель председателя правительства России

«Нефть и газ продолжат играть большую роль в мировом энергобалансе»

1 мин. чтения
Фото iStock

Графеновая «шуба» помогла сибирским ученым увеличить емкость литийионных аккумуляторов в два раза

1 мин. чтения
Студенты на практике от Московского НПЗ

От кода до производства: в России будут готовить цифровых специалистов для нефтепереработки

2 мин. чтения
Шумер и египтянка спешат купить кондиционер на античном рынке «Чудеса из будущего»

Ловцы ветра и двор-оазис: как в древности спасались от жары и холода

3 мин. чтения
Великая Гагара на арт-проекте «Родной Север» компании «Газпром нефть» на ПМЭФ-2026

Легенды Севера: как Великая Гагара, Небесный Олень и Подземный Мамонт стали героями ПМЭФ

4 мин. чтения
Буровая Чонской нефтяной группы

Директор экспертного центра Союза нефтегазопромышленников Анатолий Замрий рассказал о перспективах применения роботизированных буровых

2 мин. чтения
Фото digital-leaders.online

«Сбер», РЖД, Альфа-Банк и другие компании стали лидерами цифровизации — 2026

2 мин. чтения