Команда специалистов из Японии обнаружила энергоэффективный метод производства нового углеродного материала для натрий-ионных батарей с рекордно высокой емкостью натрия. В основе изобретения — твердый углерод, из которого был изготовлен анод. Открытие ученых еще на шаг приближает появление на рынке эффективных натрий-ионных батарей следующего поколения.

Литий-ионные батареи доминируют на рынке аккумуляторов в силу трех ключевых факторов: высокой плотности энергии, конкурентноспособной цены и относительно быстрой зарядки. Однако литий и прочие металлы, входящие в ее состав, не относятся к числу наиболее распространенных на планете материалов, а постоянно растущий спрос может привести к перебоям в поставках, дефициту и росту стоимости.

Другое дело натрий, шестой по доступности элемент на Земле — его запасы практически бесконечны, а процесс добычи намного проще, чем в случае лития или кобальта.

Специалисты Токийского научного университета разработали для натрий-ионной батареи отрицательный электрод из твердого углерода. Полости этого высокопористого материала были заполнены оксидом магния, пишет Electrek.

После многочисленных экспериментов и теоретического анализа удалось установить оптимальные условия и ингредиенты для производства твердого углерода с емкостью 478 мА*ч/г, рекордный показатель для этого материала. Емкость такого анода превосходит графит с его 372 мА*ч/г, который используется сегодня в литий-ионных батареях.

Несмотря на то, что натрий-ионная батарея с анодом из твердого углерода в теории может работать при разности напряжений, меньшей на 0,3 вольта, чем у стандартной литий-ионной батареи, более высокая емкость обеспечит натриевому аккумулятору большую плотность энергии на единицу массы — 1600 Вт*ч/кг против 1430 Вт*ч/кг — и прирост плотности энергии на 19%.

«Наше исследование доказало возможность создания высокоэнергетической натрий-ионной батареи, опровергнув расхожее представление о том, что наивысшая плотность энергии у литий-ионных батарей», — заявил профессор Шинити Комаба, глава исследовательской группы.