Открыты новые формы для хранения энергии: почему это важно

Разработка новых углеродных материалов из отходов нефтяной промышленности позволяет создавать более доступные натрий-ионные аккумуляторы. Это может изменить рынок электроэнергии и снизить зависимость от лития.

По мере роста мирового спроса на электромобили и возобновляемую энергетику увеличивается необходимость в доступных и экологичных аккумуляторных технологиях. Недавно было представлено новое перспективное решение, способное изменить подходы к электрохимическому хранению энергии. Исследование проводилось коллективом ученых из Университета Райса, специализирующихся на материаловедении и наноинженерии, вместе с коллегами, пишет Tech Xplore.

Ученые использовали побочные продукты нефтяной отрасли для разработки уникальных форм углеродных материалов — миниатюрных конусов и дисков с идеальной графитовой структурой. Полученные материалы позволяют преодолеть ключевую трудность в создании бюджетных и эффективных батарей: как хранить энергию с такими элементами, как натрий и калий, которые намного дешевле и более широко доступны, чем литий.

Современные литий-ионные аккумуляторы традиционно применяют графит в качестве анодного компонента. Тем не менее эта же графитовая структура неэффективна для натриевых и калиевых ионов, чьи атомы слишком велики, чтобы проникнуть между слоями графита и обеспечить надежное хранение энергии. Ученым удалось обойти этот барьер благодаря изменению геометрии углеродных частиц на микроуровне. Новые формы в виде конусов и дисков обеспечивают необходимую кривизну и пространство, позволяющие свободно внедрять ионы натрия и калия без дополнительного химического допинга или модификации.