Ученые РФ смогли создать из растения борщевик материал для анодов натрий-ионных батарей.
Статью об исследовании ученых из МГУ им. М.В. Ломоносова и Сколтеха опубликовал журнал Batteries. Натрий-ионные батареи выступают альтернативой литий-ионным аккумуляторам. Литий добывается в ограниченном числе стран и постоянно дорожает, тогда как с натрием подобных проблем не возникает. Но чтобы эффективно его использовать, необходимо заменить материалы катода и анода батареи.
Исследователи из МГУ им. М.В. Ломоносова и Сколтеха успешно синтезировали из ядовитого борщевика материал для анодов натрий-ионных батарей, который ничуть не уступает по эффективности лучшим материалам, созданным из другого сырья.
Борщевик растет в РФ в огромных количествах
Как отмечают ученые, производить батареи с использованием борщевика весьма выгодно, поскольку этот сорняк произрастает в огромных количествах во многих регионах РФ. При этом предусматривается, что аккумуляторы, созданные на его основе, будут заметно дешевле литий-ионных. Натрий-ионные аккумуляторы предполагается использовать в электробусах или накопителях энергии солнечных батарей.
Натрий-ионный аккумулятор имеет практически идентичные литий-ионной батарее энергетические характеристики. Но стоимость применяемых в нем материалов значительно ниже: натрий примерно в 100 раз дешевле лития. Большим преимуществом натрий-ионных батарей является безвредность разряда до нуля, что делает более безопасной их перевозку и хранение.
Разработка натрий-ионных аккумуляторов началась еще в 1970-х годах, но литий-ионные батареи показались производителям более многообещающими. Разработка этого типа аккумулятора шла необычно долго, с 1990-х, а серийный выпуск начался лишь в начале 2015 года. Компания Aquion Energy выпустила первую Na-Ion батарею в формате аккумулятора 18650. Продолжение исследований швейцарскими учеными позволило в 2017 году получить значительно большую стабильность емкости по числу циклов заряд-разряд.
Трудность в замене лития более дешевым натрием возникла из-за разницы размеров катионов натрия Na+ и лития Li+ — больший диаметр первых затруднял создание сепараторов. В ноябре 2017 французская компания Electrochemical Energy Storage (RS2E) анонсировала новую улучшенную батарею формата 18650, имеющую напряжение 3,5 В, удельную ёмкость 90 Вт*ч/кг, количество циклов заряд-разряд более 2000 без существенной потери ёмкости, что соответствует примерно 10 годам эксплуатации. Натрий-ионная батарея для глобальной автоиндустрии (применения в электромобилях) впервые была представлена в июле 2021 года китайской компанией Contemporary Amperex Technology (CATL). :///