Новый катодный материал удвоит стабильность натрий-серных батарей
Максимальное допустимое количество перезарядок батарей может увеличиться в два раза в ближайшем будущем благодаря научному прогрессу в технологии серных аккумуляторов, достигнутому исследователями из Университета Аделаиды (Австралия).
"Мы разработали высокоэффективный электродный материал для катализа реакции и повышения долговечности металло-серных батарей", - сказал профессор Аделаидского университета, Шичжан Цяо (Shizhang Qiao), который возглавляет в нем Центр энергетических и каталитических материалов.
Данный тип батарей благодаря низкой себестоимости и высокой удельной энергоемкости считается одним из наиболее вероятных кандидатов в устройства хранения энергии следующего поколения. Главным препятствием для этого остается плохая циклическая стабильность, которая ограничивает эксплуатационную долговечность металло-серных батарей.
Команда профессора Цяо в своей работе продемонстрировала, что усовершенствованная ими батарея может подвергаться зарядке и разрядке не менее 10 тысяч раз.
В качестве модельной системы австралийские ученые использовали натрий-серные элементы, работающие при комнатной температуре. Примененный ими катодный материал Mo5N6, обеспечил эффективное электроосаждение Na2S для достижения начальной разрядной емкости 512 мАч/г при удельном токе 1675 мА/г, и финальной разрядной емкости 186 мАч/г - через 10 тысяч циклов.
Этот результат открывает путь к новому поколению металло-серных батарей, которые потенциально могут хранить как минимум вдвое больше энергии по весу, чем нынешние литий-ионные батареи.
Натрий-серные батареи в несколько раз дешевле литий-ионных батарей, которые являются основным источником энергии, используемым для питания электромобилей и электронных гаджетов, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Кроме того, материалы, используемые в натриево-серных батареях, являются безопасными для окружающей среды.
"Наши достижения в фундаментальных исследованиях вдохновят на рациональный дизайн высокоэффективных металло-серных батарей и будут способствовать развитию технологий крупномасштабного хранения энергии, - сказал профессор Цяо. - Они способны сделать металло-серные батареи технически и экономически реалистичным вариантом для отрасли хранения энергии в течение следующих 5-10 лет".
Статья, посвященная этому исследованию профессора Цяо и его аделаидской команды, была опубликована 10 декабря в журнале Nature Communications.
