Исследователи из Корейского института науки и технологий (KAIST) разработали мощный натриево-ионный гибридный аккумулятор, который можно зарядить за считанные секунды.
Считается, что натрий почти в 1000 раз более распространен, чем литий. Поэтому натриево-ионные электрохимические накопители энергии более привлекательны, чем традиционные литиево-ионные электрохимические накопители энергии.
Под руководством профессора Джунг Ку Канга с факультета материаловедения и инженерии исследовательская группа объединила материалы анодов, обычно используемые в аккумуляторах, с катодами, подходящими для суперконденсаторов.
Такое сочетание помогло батарее достичь высокой емкости и быстрой скорости заряда и разряда. Исследование показывает, что батарея может стать жизнеспособной альтернативой литий-ионным батареям нового поколения.
Сочетание новых анода и катода позволило создать высокопроизводительный гибридный натрий-ионный накопитель энергии. По плотности энергии он превосходит коммерчески доступные литий-ионные батареи.
По словам исследователей, устройство демонстрирует характеристики плотности энергии суперконденсаторов.
Батарея может удовлетворить растущий спрос на недорогие электрохимические накопители энергии с высокой плотностью энергии для непрерывной работы на одном заряде и плотностью мощности при быстрой зарядке для решения широкого спектра задач — от мобильных электронных устройств до электромобилей и крупномасштабных электросетевых систем.
Существующие в настоящее время натриево-ионные накопители энергии имеют низкую способность к перезарядке. Это объясняется тем, что они имеют низкую плотность мощности при относительно высокой плотности энергии. В настоящее время доступны два типа натриевых систем хранения энергии: натриево-ионные аккумуляторы (SIB) и натриево-ионные конденсаторы (SIC). Поэтому исследователи сосредоточились на натриево-ионных гибридных накопителях энергии (SIHES).
SIHES могут использовать различные потенциальные возможности катодов конденсаторного типа и анодов аккумуляторного типа. Они привлекли к себе большое внимание, поскольку эта система хранения в принципе может обеспечить как высокую плотность энергии, так и плотность мощности при быстрой зарядке.
По данным исследователей, SIHES может достичь плотности энергии 247 Вт-ч/кг и плотности мощности 34 748 Вт-ч/кг. Профессор Канг отметил, что данное исследование представляет собой прорыв в преодолении существующих ограничений систем хранения энергии. Он ожидает более широкого применения в различных электронных устройствах, включая электромобили.
Исследование, написанное в соавторстве с аспирантами KAIST Чон Хуи Чоем и Донг Вон Кимом, было опубликовано в журнале Energy Storage Materials.
