Литий-ионные аккумуляторы обладают превосходной производительностью, но, когда речь заходит о стоимости, у них есть конкуренты. Например, изобретенные в Стэнфордском университете дешевые натриевые батареи, способные накапливать столько же энергии, сколько и лучшие литиевые.
Чжэнань Бао и ее коллеги не первые, кто создал натрий-ионную батарею. Но они убеждены, что подход, который они описали в статье журнала Nature Energy, позволит им разработать аккумулятор, который будет стоить на 80% дешевле, чем литий-ионный, сохранив те же показатели энергоемкости.
«Ничто не может превзойти литий по производительности, — считает Бао, — но это настолько редкий и дорогой металл, что нам приходится создавать высокопроизводительные, но дешевые батареи на основе имеющихся в изобилии элементов, например, натрия».
Цена на тонну неочищенного лития составляет около $15 000, тогда как натрий обходится в $150 за тонну.
Инновация стэнфордских ученых заключается в создании нового типа катода и оптимизации цикла заряда/разряда. Новый катод батареи изготовлен из натриевой соли, а анод — из фосфора. В качестве электрода в прототипе ученые использовали положительной заряженный ион натрия и отрицательно заряженный мио-инозитол, что значительно увеличило производительность батареи.
Ученые в основном стремились снизить стоимость аккумулятора и повысить его эффективность по сравнению с литий-ионными аналогами. В будущем они собираются исследовать возможность улучшения объемной плотности энергии — насколько большими должны быть натрий-ионные батареи, чтобы хранить столько же энергии, как и литий-ионные. В целом, изобретатели уже довольны результатом, но убеждены, что могли бы улучшить производительность фосфорного анода.
