Натрий-ионные аккумуляторы долгое время считались более экологичной альтернативой литий-ионным системам, но низкая плотность энергии ограничивала их применение. Новая двухкатионная химия устраняет этот пробел, позволяя ионам натрия обеспечивать повышенную емкость без ущерба для окружающей среды.

Конструкция инновационного аккумулятора позволяет литию выступать «усилителем емкости» в электролите, заряжая натрий-ионную систему и сохраняя при этом долгосрочную стабильность. Гибридный подход не только повышает плотность энергии, что критически важно для увеличения запаса хода электромобилей, но и повышает безопасность и экологичность, снижая зависимость от дорогостоящих и загрязняющих окружающую среду материалов, таких как кобальт.

Ионы лития и натрия работают во время зарядки и разрядки батареи в тандеме, обеспечивая срок службы элемента до 1000 циклов. Это делает новый аккумулятор более долговечной и менее дорогой альтернативой существующим технологиям на основе лития, пишет IE.

«Внедряя катионы лития и натрия, мы фактически удваиваем емкость аккумулятора, которая в противном случае была бы в стандартном натрий-ионном аккумуляторе ниже, — пояснил Абдул Ахад из Лимерикского университета, автор концепции. — Этого не удавалось добиться прежде, с используемыми нами анодными материалами, которые, как мы надеемся, дадут натрий-ионным аккумуляторам высокую емкость».

В дальнейшем команда исследователей планирует заняться изучением новых комбинаций материалов и ионных систем, в частности, анодов на основе кремния и альтернативных сочетаний, таких как литий-магний и калий-литий.

Инженеры из Даляньского института химической физики недавно создали работоспособный прототип аккумулятора на гидрид-ионах — потенциально более эффективной и безопасной альтернативе литий-ионным батареям. Прорыв стал возможен благодаря разработке нового электролита, который обеспечивает стабильную проводимость ионов при комнатной температуре.