Перезаряжаемые батареи в современных смартфонах и электронных гаджетах используют жидкий литиевый электролит. Более безопасную твёрдую альтернативу предложили учёные Пенсильванского университета (Penn State) и Национальной лаборатории PNNL (Pacific Northwest National Laboratory).

Синтезированный объединённой командой новый материал состоит из натрия, фосфора, олова, серы и имеет кристаллическую тетрагональную структуру.

Так как натрий распространён намного больше, чем литий, этот материал отличается существенно сниженной себестоимостью. Кроме того, он имеет широкое «окно» рабочих напряжений, а по температурной стабильности намного превосходит жидкий электролит, практически исключая риск возгорания.

«Если вы нагреете жидкие электролиты до 150 °C, они загорятся или высвободят много тепла, что может повредить другие батареи или электронные компоненты. Наш материал хорошо работает до 400 градусов по Цельсию», — комментирует Чжаосинь Ю (Zhaoxin Yu), сотрудник PNNL и один из авторов отчёта об этом исследовании, опубликованного в Nano Energy.

Согласно этой статье, ионная проводимость такого твёрдого электролита обеспечивается особой конфигурацией дефектов (вакансий) его кристаллической решётки. При комнатной температуре она составляет порядка 10% от ионной проводимости типичных жидких электролитов. Тем не менее, авторы считают, что их открытие указывает путь к созданию нового семейства усовершенствованных натриевых суперионных проводников для будущих батарей.