Литий-ионные батареи, широко используемые сегодня, имеют ряд недостатков: от дорогостоящего сырья до пожароопасности. Возможной альтернативой считаются натрий-ионные батареи. Натрий, входящий в состав обычной поваренной соли (хлорида натрия), широко распространен и недорог. Однако энергоемкость натриевых батарей и их срок службы сравнительно невелики.
Так выглядят прототипы инновационной батареи. Фото: Университет СурреяИсследовательская группа из Университета Суррея (Великобритания) предложила химическое соединение, позволяющее значительно повысить производительность натриевых батарей. Наноструктурированный ванадат натрия (NaV₂O₂) и его гидрат считаются перспективными катодами и анодами для натрий-ионных аккумуляторов. В экспериментах, проведенных химиками из Университета Суррея, материал смог накапливать значительно больше заряда и заряжаться быстрее. Он также сохранял стабильность в течение более 400 циклов зарядки.

«Влажная» версия соединения в ходе испытаний смогла накапливать почти вдвое больше заряда, чем типичные натрий-ионные материалы. По словам исследователей, это делает его одним из самых мощных катодов, известных на сегодняшний день.

Учёные также исследовали поведение материала в соленой воде — одной из самых сложных сред. Они показали, что, с одной стороны, он продолжает эффективно функционировать. С другой стороны, он удаляет натрий из раствора, в то время как графитовый электрод извлекает хлорид. Этот процесс известен как электрохимическое опреснение.

Таким образом, новая технология аккумуляторов может не только накапливать энергию, но и удалять соль из воды. В долгосрочной перспективе это означает, что можно разработать системы, использующие морскую воду в качестве абсолютно безопасного, бесплатного и доступного электролита, а также производить пресную воду. По мнению университета, этот прорыв приближает исследования к коммерческому производству натрий-ионных аккумуляторов.