Натрій-іонні батареї можуть відіграти важливу роль у майбутньому сталого зберігання енергії та навіть допомогти перетворювати морську воду на безпечну питну. Дослідники з Університету Суррею (University of Surrey, Англія) знайшли простий спосіб поліпшити роботу таких батарей: зберігати воду всередині ключового матеріалу батареї замість того, щоб видаляти її
Фото: chatgpt.com
Літій-іонні батареї нині домінують на ринку систем накопичення енергії, але вони залежать від матеріалів, які є дорогими та можуть завдавати шкоди довкіллю. Натрій, навпаки, поширений і широко доступний, що робить його привабливою альтернативою. Головною перешкодою було досягнення рівня продуктивності, який дорівнює або наближається до показників літієвих систем.
Переосмислення знайомого матеріалу
У дослідженні, опублікованому в журналі Journal of Materials Chemistry A, команда пояснює, що добре відома натрієва сполука — оксид ванадію натрію — працює значно краще, коли її природний вміст води зберігають.
Матеріал, відомий як наноструктурований гідрат ванадату натрію (NVOH), продемонстрував помітне зростання ємності, швидкості заряджання та довгострокової стабільності, залишаючись ефективним понад 400 циклів заряджання.
Лабораторні тести показали, що «волога» версія матеріалу могла накопичувати майже вдвічі більше заряду, ніж традиційні матеріали натрій-іонних батарей, що виводить її в число найпродуктивніших катодів, про які повідомляли на сьогодні.
Доктор Деніел Коммандер, науковий співробітник Школи хімії та хімічної інженерії Університету Суррею і провідний автор статті, сказав:
«Наші результати були абсолютно несподіваними. Оксид ванадію натрію існує вже багато років, і зазвичай його піддають термообробці, щоб видалити воду, бо вважається, що вона спричиняє проблеми. Ми вирішили поставити це припущення під сумнів, і результат виявився значно кращим, ніж ми очікували. Матеріал показав набагато сильнішу продуктивність і стабільність, ніж передбачалося, і навіть може відкрити захопливі нові можливості для того, як ці батареї використовуватимуть у майбутньому».
Фото: University of Surrey
Читайте також: Учені створили найефективнішу у світі сонячну батарею
Накопичення енергії зустрічається з опрісненням
Команда також перевірила, як матеріал поводиться в солоній воді — одному з найскладніших середовищ. Результати показали, що він не лише продовжував ефективно працювати, а й видаляв натрій із розчину, тоді як графітовий електрод вилучав хлорид — процес, відомий як електрохімічне опріснення.
Доктор Коммандер додав:
«Можливість використовувати гідрат ванадату натрію в солоній воді — надзвичайно захопливе відкриття, адже воно показує, що натрій-іонні батареї можуть не лише накопичувати енергію — вони також можуть допомагати видаляти сіль із води. У довгостроковій перспективі це означає, що ми можемо спроєктувати системи, які використовуватимуть морську воду як повністю безпечний, безкоштовний і доступний електроліт, водночас виробляючи прісну воду як частину процесу».
До практичних і недорогих батарей
Цей прорив може прискорити розвиток натрій-іонних батарей як життєздатної альтернативи нинішнім літієвим технологіям.
Використання поширених і недорогих матеріалів робить такі батареї безпечнішими та стійкішими, а потенційні застосування охоплюють зберігання відновлюваної енергії в електромережі та живлення електромобілів. Підхід команди з Суррею також спрощує виробництво високопродуктивних натрієвих батарей, наближаючи великомасштабні, комерційно життєздатні системи накопичення енергії ще на крок.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Учені виявили, що ліси «дощать» пластиком
Учені назвали найдорожчу річ на Землі
Вчені висунули гіпотезу, яка спростовує теорію великого вибуху
За матеріалами scitechdaily.com.
Telegram
Viber
