Литиевые аккумуляторы отправят на свалку истории. Создана батарея нового типа – дешевая, очень емкая и не взрывающаяся

Китайские исследователи разработали высоковольтную натриево-серную батарею, которая может составить конкуренцию классическим литиевым аккумуляторам, использующимся в самой разной технике. Новый аккумулятор намного дешевле в производстве, и пока нет оснований полагать, что он такой же взрывоопасный, как и литиевый.

Почти бесконечный заряд

В Китае разработан новый вид аккумуляторов – натриево-серный. Над ним работает группа ученых, и он имеет все шансы на радикальное изменение того, как человечество подходит к накоплению и хранению энергии, пишет портал Digital Trends.

Одним из главных отличий натриево-серной батареи является ее экстремальная дешевизна. Ее себестоимость крайне низка, но при этом не страдает главный параметр любого носителя энергии – емкость.

В настоящее время технология находится на этапе тестирования, однако даже первые испытания показали, что плотность энергии натриево-серной батареи превысила 2000 Втч на 1 кг веса. Для сравнения, привычные всему миру литиевые аккумуляторы имеют плотность энергии в пределах от 100 до 300 Втч на килограмм, в зависимости от типа аккумулятора.

По цене пачка макарон

Как пишет Digital Trends, новый китайский аккумулятор не содержит в себе дорогие или редкие химические элементы. Напротив, внутри него – комбинация широко распространенных компонентов, не стоящие целого состояния.

В состав новой батареи входят в первую очередь сера и натрий, что видно из названия. Также внутри нее есть алюминий и заодно хлор, который используется в качестве одной из составных частей электролита.

Ничего нового?

Ученые давно знали, что сера может использоваться в аккумуляторах и даже способна хранить колоссальное количество энергии. Это было выявлено в ходе испытаний в нескольких странах мира.

Однако по сей день АКБ на основе серы не получили широкого распространения, поскольку не существовало технологии, позволявшей раскрыть весь потенциал этого химического элемента. Более того, в стандартных литий-серных батареях сера, напротив, образует вредные химические побочные продукты, которые приводят к сокращению срока службы батареи.

Китайские ученые нашли решение этой проблемы. Как пишет Digital Trends, вместо того чтобы заставлять серу просто принимать электроны, исследователи создали систему, в которой сера фактически их отдает.

Как все устроено

Сера в новой натриево-серной батарее используется в качестве катода. Упомянутый алюминий выступает в роли анода, притом в тестовом экземпляре АКБ применяется кусок самой обычной пищевой фольги.

Уникальные свойства аккумулятору придает именно электролит. Это смесь и хлорида алюминия, хлора и солей натрия.

При разрядке батареи атомы серы на катоде отдают электроны и реагируют с хлором, В результате чего образуется хлорид серы. Ионы натрия захватывают эти электроны и осаждаются на алюминиевой фольге. Благодаря этим нехитрым с точки зрения химии действиям китайские ученые побороли главную проблему всех ранее созданных АКБ на основе серы – быструю деградацию.

Авторы проекта подчеркнули, что им удалось добиться плавного течения реакции и ее обратимости. Также в составе натриево-серного аккумулятора есть специальный пористый углеродный слой, который удерживает реакционноспособные вещества внутри себя. Помимо этого, применен стекловолоконный сепаратор – он предотвращает короткое замыкание.

Аккумулятор-долгожитель

Еще одно преимущество нового аккумулятора – это высокий показатель долговечности. Даже

тестовые элементы смогли выдержать 1400 циклов зарядки-разрядки, прежде чем начали значительно терять емкость. Для сравнения, стандартные литий-ионные АКБ выдерживают от 300 до 1000 циклов, после чего их емкость начинает падать.

Безусловно, есть очень «живучие» аккумуляторы на основе лития, например, литий-железо-фосфатные, у которых число циклов зарядки-разрядки без потери емкости может достигать 2000-5000, но в мобильных устройствах они не используются. Их чаще всего применяют в электротранспорте (автомобили, автобусы, велосипеды и пр.) а также в системах хранения энергии (на электростанциях, в ЦОДах).

Новые натриево-серные батареи характеризуются еще и способностью удерживать заряд внутри себя в течение длительного времени. Согласно результатам тестирования, после более чем года простоя батарея сохранила 95% своего первоначального заряда. Это имеет огромное значение для проектов долговременного хранения энергии, где батареи могут простаивать неделями или месяцами.

Ложка дегтя все ближе к бочке меда

Еще одно преимущество нового аккумулятора – отсутствие в нем лития, благодаря которому аккумуляторы в смартфонах, планшетах, ноутбуках и автомобилях отлично умеют взрываться и гореть. Но настоящим прорывом, по мнению экспертов Digital Trends, является себестоимость.

Исходя из стоимости сырья, исследователи подсчитали, что натриево-серная батарея может стоить примерно $5 (390 руб. по курсу ЦБ на 12 января 2026 г.) за киловатт-час. Для сравнения, это менее одной десятой стоимости многих современных натриевых батарей и намного дешевле литий-ионных. Если разработчикам удастся наладить массовое производство, хранение возобновляемой энергии в энергосистеме может стать невероятно дешевым.

Но без минусов тоже не обошлось. Электролит в батарее имеет высокое содержание хлора и за счет этого является коррозионным. Вследствие этого с ним сложно безопасно работать.

Помимо этого, все данные, что привели разработчики, получены на основе исследований в лабораторных условиях. Показатели готовых к использованию в составе техники батарей могут отличаться.

Сроки коммерциализации технологи разработчики не называют.


Источник


Размещено через приложение ЯПлакалъ