Новосибирск⁠, 28 сен 2023, 07:22

В Новосибирске ученые нашли способ увеличить работу аккумуляторов на 20%

Старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Антон Николенко показывает, как выглядит внутри станция «Космос», с помощью которой характеризуют материал. Пользовательская станция расположена на единственном в России высоковакуумном канале мягкого рентгеновского диапазона. «Космос» использует синхротронное излучение из коллайдера ВЭПП-4 ИЯФ СО РАН (Фото: Т. Морозова / inp.nsk.su)

В Новосибирске ученые Института неорганической химии имени А. В. Николаева (ИНХ СО РАН) синтезировали материал для анода натрий-ионных аккумуляторов. Это позволит увеличить число стабильных циклов заряда и разряда батареи на 20%. Об этом говорится в сообщении Института ядерной физики (ИЯФ СО РАН) имени Г. И. Будкера, которые совместно с коллегами из ИНХ СО РАН изучают свойства таких аккумуляторов с помощью синхротронного излучения.

В ИЯФ СО РАН объяснили, что сейчас практически во всей портативной электроники и бытовой технике используются литий-ионные батареи, у которых много плюсов, но есть и недостатки. «Литий — это дорогой и редкий металл, а его производство неэкологично. Альтернативный путь — создание натрий-ионных аккумуляторов», — отмечается в сообщении.

Сейчас научная группа исследует характеристики гибридного материала из дисульфида молибдена и графена, который перспективен в качестве анодной части натрий-ионных аккумуляторов. Исследования показали, что синтезированный материал обладает хорошей стабильностью и достаточной энергоемкостью, то есть основные параметры качества батареек остаются на высоком уровне.

rbc.group

«Натрий — довольно дешев, по сравнению с литием, и он более распространен, — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории физикохимии наноматериалов ИНХ СО РАН кандидат физико-математических наук Анастасия Федоренко. — Поэтому во всем мире сегодня внимание переключено на создание материалов, которые бы хорошо работали в натрий-ионных аккумуляторах — отвечали за повышение стабильности их работы и хорошую энергетическую емкость».

rbc.group

Задача исследователей состоит в том, чтобы путем «точечных» замен или «удаления» атомов химических элементов в синтезируемом материале, задавать ему такие характеристики, которые позволят ионам натрия эффективно с ним взаимодействовать.

По словам Анастасии Федоренко, ученым удалось показать, что синтезируемый материал обладает хорошей стабильностью в течение более 1200 циклов заряда и разряда аккумулятора и достаточной энергоемкостью (440 мАч/г при плотности тока 0.1 A/г).

Для сравнения, теоретическая емкость материалов, обычно используемых в качестве анода натрий-ионных аккумуляторов, не превышает 300 мАч/г и такие материалы теряют порядка 20% своей емкости после 1000 циклов работы аккумулятора.