Проблема ізольованого металу, що виводить акумулятори з ладу, довго вважалася непереборною для натрієвих систем. Дослідники знайшли вихід: інноваційний метод відновлює втрачену ємність прямо під час заряджання.
Суть методу RPIC
У сучасному світі натрієві батареї (AFSB) приваблюють як альтернатива дорогим літій-іонним через доступність натрію. Та деградація від “мертвого” натрію – частинок, які втрачають контакт з електродом, – гальмує прогрес. Новий підхід, описаний 5 травня в журналі Nature Communications, змінює ситуацію.
Група під керівництвом Хуа Ванга з Бейханського університету запровадила стратегію заряджання зворотними імпульсами (RPIC – reverse-pulse-interspersed charging). Короткі зворотні струми активують позитивний діелектрофорез. Частинки “мертвого” натрію, з вищою діелектричною проникністю, притягуються до зон сильного поля – назад до анода. Там вони відновлюють контакт і працюють знову.
Результати та перспективи
Експерименти вражають. RPIC подвоює термін служби:
- Лабораторні осередки Al||NFPP утримали 80% ємності після 418 циклів проти 215 за стандартним заряджанням.
- Повнорозмірні акумулятори (рівень ампер-годин) – 80% після 830 циклів, 74,6% після 1000 при високій швидкості.
Додатково RPIC зменшує поляризацію, пригнічує дендрити та покращує кінетику електродів.
“Реактивація неактивного лужного металу є ефективною стратегією для продовження терміну служби батарей на основі лужних металів. Дотепер відповідні дослідження зосереджувалися переважно на літієвих батареях, проте реактивація неактивного натрію залишається загадкою”, – зазначили автори під керівництвом Вейхао Вана.
Метод працює для літієвих і калієвих батарей. Натрієвий акумулятор досяг 180 Вт·год/кг з довгим життям – ідеально для електротранспорту. Мінус: енергоефективність падає на 16% через імпульси, але подовжене життя компенсує втрати.
