У современных аккумуляторов есть две наиболее важные характеристики — емкость и срок службы. Японские инженеры разработали новый материал, способный значительно увеличить то и другое.

Большинство современных батарей — литий-ионные, но есть и другие, например, те, что используют вместо лития натрий. Оба типа способны аккумулировать большой объем энергии, но страдают от того же недостатка: частые циклы зарядки и разрядки со временем существенно сокращают их емкость.

Если заглянуть внутрь обычной батареи, можно увидеть слои металла. В ходе зарядки и разрядки они разрушаются, появляются трещины или хлопья — так называемый дефект упаковки. Он возникает из-за того, что материал сдерживает слабая вандерваальсова сила, которую легко преодолевает нагрузка, возникающая во время использования батареи, пишет EurekAlert.

Профессор Ацуо Ямада и его коллеги продемонстрировали, что если изготовить батарею из материала Na₂RuO₃, происходит нечто неожиданное — не только уменьшается разрушительное воздействие циклов зарядки и разрядки, но и слои металла начинают самостоятельно восстанавливаться. Это происходит благодаря сдерживающей слои кулоновской силе, которая намного сильнее вандерваальсовой.

«Это значит, что у батарей значительно возрастет срок службы, а также что их можно будет подвергать таким нагрузкам, которые сейчас разрушают их, — говорит Ямада. — Повышение энергетической плотности батарей — крайне важная задача для электрического транспорта».

Твердотельные натрий-ионные батареи намного безопаснее литий-ионных, однако их производительность оставляет желать лучшего. Американские ученые сумели существенно увеличить их плотность за счет использования нового катода.