Натриевые батареи из мочевины: сингапурские ученые нашли способ не взлететь в воздух

Пока мир пытается решить проблему дефицита лития, натрий-ионные аккумуляторы оставались в тени из-за своей «взрывоопасной» натуры и короткого срока службы. Однако исследователи из Национального университета Сингапура (National University of Singapore) решили изменить правила игры, используя для стабилизации батарей материал, который можно получить из обычной мочевины.

Главная претензия к современным натриевым накопителям энергии — это их внутренняя архитектура. Большинство из них используют жидкие электролиты, которые прекрасно горят при любом удобном случае. Переход на твердотельные версии казался логичным шагом, но тут возникла другая беда: плохая проводимость и образование дендритов. Это микроскопические металлические «иглы», которые вырастают при зарядке, пробивают внутренние слои устройства и вызывают короткое замыкание.

Сингапурские ученые интегрировали в полимерный электролит ультратонкие листы графитового нитрида углерода. Этот материал действует как своеобразный дорожный регулятор для ионов, заставляя их двигаться быстрее и упорядоченно. Результат — проводимость возросла вдвое, а рост опасных дендритов фактически прекратился. Это делает такую архитектуру значительно безопаснее традиционных «жидких» аналогов.

Цифры в отчетах исследователей выглядят убедительно. Если обычная натриевая батарея в тестовых условиях начинала сдавать позиции уже через 250 часов, то модифицированная версия с графитовой добавкой спокойно работает более 2000 часов без каких-либо признаков деградации. Для пользователя это означает, что устройство не просто прослужит дольше, но и сохранит свою эффективность в первые же месяцы эксплуатации.

Собранные прототипы прошли через 500 циклов заряда и разряда, сохранив при этом около 95% своей начальной