Для создания новых энергоэлементов применяются особые электролиты
Исследователи разработали новый вид натрий-ионного проводника для твердотельных батарей, стабильность которого обеспечивается за счет включения в оксидные катоды высокого напряжения. По словам ученых, такая технология позволит в значительной степени повысить срок службы и эффективность батарей. Сообщается, что «концепт» нового элемента сумел сохранить 89,3% своей емкости после отрабатывания свыше 1000 циклов. Материалы исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Известно, что твердотельные натрий-ионные батареи отличаются не только повышенной эффективностью, но и безопасностью для окружающей среды. Это связано с тем, что добыча лития для стандартных литий-ионных элементов требует больших экологических затрат. В настоящее время цель исследователей заключается в создании батарей, пригодных для крупномасштабного пользования, в том числе для сохранения энергии, выработанной возобновляемыми источниками.
Для выяснения правильного состава будущих батарей с оксидным катодом ученые провели серию вычислительных модуляций на базе модели машинного обучения. После выбора материала исследователи изготовили и испытали новый топливный элемент для определения его электрохимического состава. Ученые остановили свой выбор на классе галогенидных натриевых проводников, образованных при помощи натрия, хлорида, циркония и иттрия. Новый материал отличался не только повышенной проводимостью, но и большей стабильностью, по сравнению с компонентами существующих твердотельных натриевых элементов.
По словам профессора наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Ширли Мэн, стоимость производства новых энергоэлементов оценивается в 30–50 долларов за кВтч, что составляет около ⅓-⅕ от стоимости их производства. Она отметила, что на данный момент перед разработчиками стоит задача минимизирования стоимости батарей, а также увеличения их общей мощности.
