Берлинский институт аккумуляторов разрабатывает твердотельные натриевые АКБ
Сотрудники Федерального института исследований и испытаний материалов (BAM) в Берлине разработали новую технологию позволяющую сделать твердотельные аккумуляторы более мощными и удобными для повседневного использования. Ключевую роль в новой системе играет жидкий щелочной металлический анод.
Большинство учёных сходятся во мнении, что уже очень скоро литий-ионные аккумуляторы достигнут своего технологического предела. В них анод, изготовленный из графита может хранить ионы лишь в ограниченном объёме. Аноды из более дешёвого натрия предлагают неплохую альтернативу. Однако для их использования требуется твёрдые электролит, а не жидкий.
В случае твердотельного электролита возникает проблема потери контакта и полости на границе его с анодом. Это делает аккумулятор непригодным для использования. Одним из решений проблемы является частично жидкий анод.
Один из авторов исследования, Густав Гребер, говорит, что в ходе недавнего исследования они смогли показать эффективность жидкого щелочного металлического анода. Но в настоящий момент эта технология может быть реализована только при температуре 250° C. Следующей целью учёных является перенос этой технологии на комнатную температуру. Для этого исследователи планируют сделать добавки к калия в анод, которые понизят температуру плавления. Основной проблемой здесь является то, что обычные твёрдые электролиты имеют низкую стабильность при сочетании с калием.
Как говорят сотрудники BAM, решение может быть предложено в виде специального твёрдого электролита на базе натриевых суперионных проводников (NASICON). Немцы их еще называют Natrium-Superionenleiter. Эти материалы имеют высокую ионную проводимость при комнатной температуре. Кроме того, они химически стабильны по отношению к калию. Стабильность можно ещё увеличить, если смешивать их с таким материалом, как гафний. Поскольку он дорогой, в проекте NASICON Грэбер и его коллеги ищут альтернативные добавки, которые столь же эффективны, но более устойчивы и легкодоступны. Наиболее перспективные материалы они тестируют непосредственно на натриевых аккумуляторах.
Грэбер отмечает, что разрабатываемый ими проект является существенным шагом в сторону высокопроизводительных аккумуляторов с высокой устойчивостью, эффективностью и низкой ценой. Натриевые твердотельные аккумуляторы могут значительно уменьшить время заряда, повысить производительность в мобильных и стационарных системах хранения энергии. Не так давно BAM совместно с Университетом Гумбольдта и Центром Гельмгольца в Берлине запустили процесс создания «Берлинской лаборатории аккумуляторов». Они объединят экспертизу аккумуляторов из трёх институтов. Сама лаборатория будет открыта для промышленности.
(Еще нет голосов, будьте первым)
Загрузка...
