Фахівці Токійського університету науки повідомили про прорив у сфері технологій виробництва акумуляторів, який може покласти край домінуванню літій-іонних джерел живлення. Керівник експериментального проєкту професор Сіньїті Комаба офіційно довів, що натрій-іонні батареї з анодами з твердого вуглецю здатні заряджатися швидше за свої літієві аналоги, зберігаючи при цьому високу щільність енергії.
Згідно з дослідженням, опублікованим у науковому журналі Chemical Science, команді вдалося подолати головну перешкоду, яка стримувала масове впровадження натрієвих батарей — їхню здатність до швидкої зарядки без деградації. Раніше вважалося, що в реальних умовах досягти високої ефективності твердого вуглецю неможливо. Проте японські вчені застосували інноваційний метод розбавленого електрода, змішавши частинки твердого вуглецю з неактивним матеріалом. Це дозволило усунути «іонні затори» всередині електроліту та виявити справжні кінетичні властивості матеріалу.
Результати показали, що іони натрію проникають у нанопори твердого вуглецю значно швидше і потребують меншої енергії активації для заповнення структури, ніж іони літію. Це спростовує усталену в промисловості думку про повільність натрієвих систем.
«Наші результати не лише підтверджують, що натрій-іонні батареї є дешевшою та безпечнішою альтернативою, а й вказують на їхню реальну перевагу у швидкості зарядки та стабільності роботи», — наголошується в заяві дослідницької групи.
Це відкриття має критичне значення для автомобільної промисловості та систем зберігання енергії. Сучасний ринок залежить від літій-іонних акумуляторів, які, незважаючи на високу ефективність, залишаються «ризикованими» через дефіцит літію, високу вартість видобутку та пожежну небезпеку. Натрій, навпаки, один із найпоширеніших елементів на Землі, а використання твердого вуглецевого анода робить батареї стійкішими до перегріву.
Експерти вважають, що промислове підтвердження високих швидкісних характеристик твердого вуглецю прискорить перехід від літію до натрію, особливо в сегменті електромобілів та стаціонарних енергомереж, де швидкість поповнення заряду та безпека є ключовими факторами.