Група дослідників розробила і виготовила новий натрієво-іонний провідник для твердотільних натрій-іонних батарей, який стабільний при включенні в оксидні катоди високої напруги. Цей новий твердий електроліт може значно підвищити ефективність і термін служби батарей цього класу.
Твердотільні батареї обіцяють бути більш безпечними, дешевими та довговічними. Натрій-іонні хімічні сполуки особливо багатообіцяючі, тому що натрій дешевий і широко поширений, на відміну від літію в літій-іонних батареях, видобуток якого вимагає великих екологічних витрат. Мета полягає в тому, щоб створити батареї, які можна було б використовувати масштабніше для зберігання енергії, в тому числі для вироблюваної поновлюваними джерелами енергії.
Група дослідників провела серію обчислювальних симуляцій на основі моделі машинного навчання, щоб визначити, який хімічний склад буде мати правильну комбінацію властивостей для твердотільної батареї з оксидним катодом. Після того як матеріал був обраний, група експериментально виготовила, протестувала і охарактеризувала його, щоб визначити електрохімічні властивості.
В ході досліджень вчені зупинилася на класі галогенідних натрієвих провідників, що складаються з натрію, ітрію, цирконію і хлориду. Крім збільшення провідності, новий матеріал набагато стабільніший, ніж ті, які нині використовуються у твердотільних натрієвих батареях.
«Вартість виробництва нових елементів складає від 30 до 50 доларів за кВтг, а це приблизно від 1/3 до 1/5 реальної вартості виробництва, – сказала Ширлі Мен, професор наноінженерії Каліфорнійського університету в Сан-Дієго і одна з авторів статті. “Ми не зупинимося, поки не мінімізуємо вартість”.
Наступними кроками науковці вивчатимуть збільшення загальної потужності батареї, а також можливість розширення виробничого процесу.
Натхнення: www.popmech.ru