Нова технологія дозволить заряджати електромобілі за лічені секунди

Поки що технологія масштабована лише до розміру маленької батарейки монетного типу, яка може заряджатися "за секунди". Але розробники планують збільшувати її розміри для використання в різних сферах.

Дивіться також Цей маленький прозорий чип перетворює дешевий смартфон на камеру професійного рівня

Як це працює

Поєднавши анодні матеріали, що використовуються у звичайних батареях, з катодами від суперконденсаторів — батарей, які можуть зберігати та віддавати енергію з дуже високою швидкістю, — вчені створили новий тип натрій-іонного акумулятора, який пропонує як високу ємність, так і можливість швидкої зарядки, не жертвуючи нічим.

Вони шукали спосіб подолати нинішні обмеження натрій-іонних накопичувачів енергії, які рекламуються як альтернатива літій-іонним батареям, і описали свої висновки в дослідженні, опублікованому 29 березня. Річ у тім, що досі такі акумулятори мали меншу вихідну потужність і ємність, ніж літій-іонні. До того ж вони заряджалися довше, що обмежує їхнє потенційне застосування. Тому вчені поставили мету усунути недоліки.

За словами дослідників, натрію в їхніх батарейках приблизно в 1000 разів більше, ніж літію. Це робить їх потенційно дешевшими і більш стійкими у виробництві, ніж літій-іонні батареї, які зараз використовуються для живлення більшості електромобілів і всієї нашої дрібної електроніки. До того ж літій є дуже дорогим, його видобуток контролюється лише кількома країнами, і є предметом для політичного шантажу.

• Тож учені створили свій прототип, розробивши новий тип анода з ультрадисперсних частинок сульфіду заліза, вбудованих у легований сіркою вуглець і графен. Це покращило провідність та накопичення енергії.
• Для катода вони використовували "цеолітний імідазолатний каркас" (ZIF) – тип металоорганічного каркасу, який поєднує іони металів з органічними молекулами для створення пористої, кристалічної структури. Це покращило швидкість заряджання акумулятора.

За словами дослідників, зібрана комірка здатна зберігати більше енергії на одиницю своєї ваги, ніж існуючі натрій-іонні акумулятори, і може заряджати і розряджати енергію набагато швидше, перевищуючи продуктивність існуючих технологій більш ніж у 100 разів.

Батарея зберігала ефективність і продуктивність протягом 5 000 циклів заряджання і розряджання, що свідчить про те, що її можна використовувати багаторазово протягом тривалого періоду без зносу.

Це має вирішальне значення для застосувань, де батареї повинні працювати тривалий час без деградації, наприклад, в мережевих системах зберігання енергії та електромобілях.

Для порівняння, багато літій-іонних акумуляторів, що використовуються в комерційних ноутбуках, наприклад, можуть витримати лише до 500 циклів заряджання, перш ніж почнуть деградувати.