Учёные Принстона разработали сверхэффективный катод для батарей на основе натрия вместо лития

Исследователи из Принстонского университета сделали значительный шаг вперёд, разработав органический материал для натрий-ионных аккумуляторов, который может стать заменой традиционным литий-ионным батареям. Группа учёных под руководством Dinca представила новаторский катодный материал под названием bis-тетрааминобензохинон (TAQ), который способен превзойти существующие литий-ионные аналоги как по энергоёмкости, так и по мощности.

Уже многие годы исследователи находятся в поисках замены литий-ионным аккумуляторам, повсеместно применяемым в таких устройствах, как ноутбуки и электромобили. Главная трудность связана с тем, что литий – это дорогостоящий элемент, добыча которого сопряжена с геополитическими рисками.

По словам профессора химии Мирчи Динкэ, «все осознают проблемы, связанные с дефицитом ресурсов для таких ключевых компонентов, как аккумуляторы. Натрий доступен в изобилии – его добыча возможна даже из морской воды, что делает технологию действительно стабильной и экономически выгодной».

Новый материал TAQ продемонстрировал выдающиеся результаты, почти достигнув теоретического максимума ёмкости. Такой успех был достигнут благодаря использованию углеродных нанотрубок, обеспечивающих эффективное смешение кристаллитов TAQ и углеродных частиц, что создаёт однородный электрод.

Ведущий исследователь Тяньян Чен подчёркивает, что применение углеродных нанотрубок значительно улучшает быстродействие батареи. Это означает, что такая батарея способна заряжаться быстрее либо накапливать больше энергии за то же время.

Среди других сильных сторон материала – его стойкость к окружающей среде, долгий срок службы, устойчивость к высоким температурам и экологическая безопасность. Эта технология обладает потенциалом для масштабного внедрения в центрах обработки данных, электроэнергетических системах, возобновляемой энергетике и в автомобилестроении.

Источник: iXBT