Китайские ученые представили натрий-серную батарею с высокой энергоемкостью

Группа китайских ученых представила новую конструкцию натрий-серной батареи, которая может изменить подход к хранению энергии. Разработка отличается низкой себестоимостью и высокой энергоемкостью. Об этом 11 января сообщило издание Digital Trends.

В настоящее время разработка проходит лабораторные испытания.

Отмечается, что для ее производства используются доступные компоненты: сера, натрий, алюминий и хлорсодержащий электролит. В ходе первичных тестов аккумулятор продемонстрировал плотность энергии, превышающую 2000 Вт-ч/кг. По утверждению специалистов, этот показатель значительно превосходит характеристики современных натрий-ионных батарей и позволяет конкурировать с литиевыми аналогами.

Сера долгое время считалась «белым китом» в аккумуляторных технологиях, поскольку её теоретический потенциал для хранения энергии очень высок. Однако ключевой проблемой в традиционных литий-серных батареях является образование химических побочных продуктов, которые снижают производительность и сокращают срок службы элемента.

В новой разработке исследователи применили иной принцип: вместо классической схемы, где сера принимает электроны, была создана система, в которой этот химический элемент, по сути, их отдает.

Принцип работы заключается в использовании катода из чистой серы и анода из алюминиевой фольги. Ключевая роль отведена электролиту - смеси хлорида алюминия, натриевых солей и хлора. При разряде атомы серы на катоде отдают электроны, реагируя с хлором с образованием хлоридов серы, а натриевые ионы, захватывая электроны, осаждаются на алюминии.

Данный химический процесс решает проблему деградации, характерную для серных аккумуляторов. Стабильность обеспечивают пористый углеродный слой, удерживающий реактивные вещества, и стекловолоконный сепаратор, предотвращающий короткое замыкание.

Испытания показали, что тестовые элементы выдержали 1400 циклов зарядки-разрядки до начала существенной потери ёмкости. Кроме того, батарея сохранила 95% способности к заряду после более чем года простоя. Как отмечают специалисты, это критически важное преимущество для систем долгосрочного хранения энергии.