Британските ученици откриха най-добрите в света натриеви батерии, но тяхната леност доведе до това постижение

Ново подход към катодите на натриев-ионните батерии: вода като активен елемент

Учените от Университета Сурри (Англия) откриват, че оставянето на вода в структурата на катода на базата на натрий-вандийов хидрат (NVOH) почти удвоява неговата капацитет.

Обикновено при синтеза на такъв материал се извършва обезводняване: загряване до висока температура, за да „покончат“ с влагата, считана за вредна за работата на батерията. Изследователите решават обратното – просто не отстраняват водата. Резултатът надминава очакванията.

Как работи ефектът
- Водата раздвижва слоевете на материала: молекулите вода създават допълнително пространство между слоевете, което улеснява проникването на натриевите йони.
- Увеличеният обем за йони води до по-висок капацитет.
- Тестови елементи с влажен NVOH издържат над 400 цикъла зареждане-разреждане без забележима деградация.

Освен това такива катоди демонстрират висока скорост на зареждане и впечатляващ специфичен капацитет, което ги прави едни от най-добрите на пазара за натриев-ионните батерии днес.

Защо е важно
Показател Традиционен NVOH (обезводнен) Влажен NVOH Цена Висока поради сложното обезводняване Низка – проста процедура Сигурност Средна, възможно прегряване Много висока: водата намалява риска от пожар Достъпност на материалите Зависещи от редки елементи Използват широко разпространен натрий Екологичност Извличането и утилизацията са по-малко „чисти“ По‑зелена веригa за доставки
Натриев-ионните батерии в цялост се считат вече за по-безопасни от литиево-ионните. Добавянето на вода към катода усили този ефект и прави технологията още по-привлекателна за масово приложение.

Не само съхранение на енергия
Учените отбелязват, че NVOH остава активен дори в солена вода. Това отваря перспектива за двойно използване:

1. Енергетика – акумулиране на електроенергия.
2. Обработка на вода – премахване на солта от морската вода.

В резултат се може да се създаде „умна“ батерия, която едновременно се зарежда и чисти водата, което е особено важно за регионите с ограничени пресни водни ресурси.

Резултат
Оставяйки влагата в структурата на катода, изследователите получават материал със почти двойно капацитет, отлична циклична стабилност и висока безопасност. Това откритие може да се превърне в ключ към по-достъпни, екологично чисти натриев-ионни батерии, както и към иновативни системи за производство на пресна вода от морска.