Исследователи Лимерикского университета (Ирландия) совершили прорыв в области хранения энергии, разработав инновационный аккумулятор, который может оказать значительное влияние на развитие электромобилей и портативной электроники. Система представляет собой первую в мире полноэлементную двухкатионную батарею, в которой ионы лития и натрия объединены для достижения высокой ёмкости и стабильности.
В отличие от традиционных натрий-ионных батарей, новая конструкция интегрирует преимущества как лития, так и натрия. Литий, выступая в роли «усилителя ёмкости», повышает плотность энергии, не нарушая основную структуру натрий-ионной системы. Это обеспечивает высокую производительность и долговременную стабильность аккумулятора.
Доктор Абдул Ахад, возглавлявший исследовательскую группу, отметил: «Внедрение катионов лития в натрий-ионную систему позволило удвоить ёмкость аккумулятора, которая в противном случае была бы ниже у традиционных натрий-ионных батарей. Используемые анодные материалы, как ожидается, будут обладать высокой ёмкостью для натрий-ионных аккумуляторов».
Натрий-ионные батареи представляют собой экологически безопасную альтернативу литий-ионным системам, однако их применение ограничено из-за низкой удельной энергоёмкости. Разработанная технология, основанная на использовании двух катионов, позволяет устранить этот недостаток, обеспечивая повышенную ёмкость без ущерба для экологической безопасности. В процессе циклов зарядки и разрядки ионы лития и натрия функционируют в синергетическом режиме, что позволяет аккумуляторному элементу сохранять свою работоспособность на протяжении до 1000 циклов заряда-разряда.
Инновационная конструкция аккумулятора способствует увеличению запаса хода электромобилей и повышает безопасность и экологичность технологии за счёт снижения зависимости от дорогостоящих и вредных для окружающей среды материалов, таких как кобальт.
В дальнейшем команда планирует исследовать новые комбинации материалов и ионных систем, включая аноды на основе кремния, а также альтернативные сочетания, такие как литий-магний и калий-литий, с целью дальнейшего совершенствования технологии.