Акумулятори є ключовим елементів конструкції електромобілів, смартфонів та інших сучасних пристроїв, а виробництво літієвих батарей наразі коштує досить дорого. Вчені змогли здешевити їх за допомогою нової технології, яку описано на сайті EurekAlert.
Ринок електроніки та електротранспорту стрімко зростає, вимагаючи все більше літій-іонних батарей, що призводить до подорожчання сировини. Вчені давно шукають заміну для літію, і одним із найперспективніших варіантів став натрій. Він дешевший і доступніший (можна добувати з морської води і солі), але гірше концентрує заряд, необхідний для живлення електроніки.
Аспірант Тулліо Герачі і професор Олександра Навроцкі з Університету штату Арізона (США) додумалися змішати літій і натрій в одному акумуляторі, щоб спростити виробництво. Їх дослідження має призвести до появи дешевших батарей і безлічі нових ланцюжків постачання.
Наразі команда виробляє літій-натрієві матеріали та досліджує їхню структуру, однорідність і термодинамічні властивості в лабораторії. Їм належить перевірити енергетичну стабільність матеріалів, а також їхні зміни при інтенсивному нагріванні під час роботи.
Як пояснив Тулліо Герачі на геохімічній конференції Гольдшмідта у Франції, вчені змішували натрій з літієм і перевіряли можливості суміші. За невеликої кількості натрію розчини втрачали свою кристалічну структуру, дуже важливу для роботи батареї, але що більша збільшилася його кількість, то поліпшувалася стабільність.
«Наразі ми досягли 10% суміші, і начебто все гаразд, вона, як і раніше, термодинамічно стабільна. Ми вважаємо, що можемо збільшити цей показник приблизно до 20%, перш ніж побачимо істотну різницю в продуктивності», - відзвітував він. - «Після того, як ми прийшли до оптимального поєднання, нам потрібно передати наші висновки технологам акумуляторів для виробництва перших натрій-літієвих акумуляторів. Ми вважаємо, що це перші кроки в розробці нової акумуляторної технології».
Професор Ненсі Росс із Технологічного університету Вірджинії вважає, що дослідження має величезне значення для розробки нових матеріалів. Воно може відкрити людям більш доступні та стійкі джерела акумуляторів, від яких залежать багато сучасних технологій.
Як пише видання The New York Times, літій став настільки цінним ресурсом, що його часто називають «білим золотом». Виробництво металу, який чудово підходить для акумуляторів через здатність накопичувати енергію, коштує від $5000 до $8000 за тонну залежно від регіону. За даними Mobility Impact Partners, нью-йоркської приватної інвестиційної компанії, яка, крім іншого, інвестує у виробництво електромобілів, продається літій у 10 разів дорожче.
Минулого року група вчених зі США знайшла спосіб добувати літій із води. Вони застосовують магнітні наночастинки на основі заліза, оточені адсорбуючою оболонкою - вони притягують частинки цінного металу, що впали в рідину під час промислових процесів.