Натрий-ионные батареи превзошли литий-ионные по скорости зарядки в экспериментальном проекте японских ученых
Специалисты Токийского университета науки заявили о прорыве в сфере технологий производства аккумуляторов, который может положить конец доминированию литий-ионных источников питания. Руководитель экспериментального проекта профессор Синъити Комаба официально доказал, что натрий-ионные батареи с анодами из твердого углерода способны заряжаться быстрее своих литиевых аналогов, сохраняя при этом высокую плотность энергии.
Согласно исследованию, опубликованному в научном журнале Chemical Science, команде удалось преодолеть главное препятствие, сдерживавшее массовое внедрение натриевых батарей — их способность к быстрой зарядке без деградации. Ранее считалось, что в реальных условиях достичь высокой эффективности твердого углерода невозможно. Однако японские ученые применили инновационный «метод разбавленного электрода», смешав частицы твердого углерода с неактивным материалом. Это позволило устранить «ионные заторы» внутри электролита и выявить истинные кинетические свойства материала.
Результаты показали, что ионы натрия проникают в нанопоры твердого углерода значительно быстрее и требуют меньше энергии активации для заполнения структуры, чем ионы лития. Это опровергает устоявшееся в индустрии мнение о медлительности натриевых систем.
«Наши результаты не только подтверждают, что натрий-ионные батареи являются более дешевой и безопасной альтернативой, но и указывают на их реальное превосходство в скорости зарядки и стабильности работы», — отмечается в заявлении исследовательской группы.
Данное открытие имеет критическое значение для автомобильной промышленности и систем хранения энергии. Современный рынок зависит от литий-ионных аккумуляторов, которые, несмотря на высокую эффективность, остаются «рискованными» из-за дефицита лития, высокой стоимости добычи и пожароопасности. Натрий, напротив, является одним из самых распространенных элементов на Земле, а использование твердого углеродного анода делает батареи устойчивыми к перегреву.
Эксперты полагают, что промышленное подтверждение высоких скоростных характеристик твердого углерода ускорит переход от лития к натрию, особенно в сегменте электромобилей и стационарных энергосетей, где скорость восполнения заряда и безопасность являются ключевыми факторами.
Источник:livescience.com