NatNano: розроблено метод захисту катодів натрій-іонних батарей.
Американські вчені з Аргоннської національної лабораторії міністерства енергетики США знайшли спосіб розв’язати головну проблему натрій-іонних акумуляторів. Дослідження опубліковано в науковому журналі Nature Nanotechnology (NatNano).
Натрій-іонні батареї можуть стати дешевою альтернативою поширеним літій-іонним акумуляторам. Але їхньому широкому впровадженню перешкоджає короткий термін роботи через втрату продуктивності натрієвого катода під час багаторазового розрядження і заряду.
У новому дослідженні команда сконструювала новий катод на основі оксиду іона натрію. Крім кисню і водню, він містить нікель, кобальт і марганець.
Для отримання кінцевого виробу вчені нагріли суміш вихідного матеріалу до 600°C і підтримували її в такому стані протягом певного періоду часу, а потім охолоджували до кімнатної температури.
Під час цих процесів дослідники відстежували структурні зміни частинок. Початкові результати не виявили тріщин в однорідних частинках, але виявили тріщини, що утворюються в градієнтних частинках при температурах до 250°C.
Ці тріщини з’явилися в ядрі та на межі ядро-оболонка, а потім перемістилися на поверхню. Очевидно, що градієнт металу спричинив значну деформацію, що призвела до цих тріщин, зазначили вчені.
Зараз команда працює над тим, щоб виключити нікель із катода, що дасть змогу ще більше знизити витрати та підвищити екологічність.
За словами авторів відкриття, їхня розробка в перспективі дасть змогу виробляти доступні натрій-іонні акумулятори для міського електротранспорту.