В Корейском институте передовых технологий (KAIST) объявили о том, что исследовательской группой доктора Сан-Ок Кима разработан новый анодный материал, предназначенный для натрий-ионных аккумуляторов (Na-ion). Он позволяет производить более дешевые и высокоэффективные батареи для электромобилей в сравнении с литий-ионными (Li-ion).
Изобретение особенно актуально в связи с отказом многих компаний от производства авто с двигателями внутреннего сгорания. На смену им приходят электромобили, однако их стоимость все еще является завышенной для покупателей. 30% от общего ценника занимает именно аккумулятор, поэтому их нужно сделать более экономичными.
Натрий – более распространенное в природе вещество, чем литий. Идея производства таких аккумуляторов не новая. Их серийное изготовление началось в 2015 году. По энергетическим характеристикам натрий- и литий-ионные батареи почти не отличаются. Тем не менее, стоимость лития в 100 раз выше. К плюсам Na-ion относят безопасное хранение и транспортировку, поскольку полный разряд этих батарей не наносит вреда их качеству и свойствам.
Но есть и слабые стороны: из-за большего размера ионов натрия они не могут стабильно храниться в графите. В литий-ионных батареях используется графитовый анод – он служит накопителем для электрической энергии. Так появилась необходимость в анодном материале с большей емкостью.
Выбор пал на MoS2 – сульфид молибдена, неорганическое вещество, которое способно накапливать много энергии. В обычном состоянии его использование является невозможным по причине нестабильности и электрического сопротивления. Однако корейские ученые нашли выход – они покрыли MoS2 керамическим нанослоем с добавлением экологически чистого силиконового масла.
Новый материал способен запасать в 1,5 раза больше электрической энергии, чем графитовый анод. При этом он отличается стабильностью: даже после двухсот циклов зарядки и разрядки свойства аккумулятора не становятся хуже.
Крупномасштабное изготовление натрий-ионных батарей с новым анодным материалом позволить снизить стоимость электромобилей. Тем временем, их производители заявляют о резкой активизации этой отрасли промышленности. Строится множество заводов по производству батарей, а в план выпуска электромобилей до 2025 г. вложено на 75% средств больше, чем когда-либо. Если сейчас они занимают лишь 2% мировых продаж, то к 2030 г. эта цифра возрастет до 24%, согласно прогнозам.
