Учёные Принстонского университета разработали органический материал для натрий-ионных аккумуляторов, способный заменить традиционные литий-ионные батареи. Исследовательская группа Dinca Group представила инновационный катодный материал bis-tetraaminobenzoquinone (TAQ), который превосходит существующие литий-ионные катоды как по плотности энергии, так и по мощности.

Десятилетиями учёные искали альтернативу литий-ионным аккумуляторам, которые сегодня используются повсеместно – от ноутбуков до электромобилей. Основная проблема заключается в том, что литий является дорогостоящим ресурсом, добыча которого зависит в том числе от геополитических отношений.

Профессор химии Мирча Динкэ отмечает: «Все понимают проблемы, связанные с ограниченностью ресурсов для таких важных компонентов, как аккумуляторы. Натрий буквально повсюду – его можно добывать даже из морской воды, что делает технологию действительно устойчивой и экономически эффективной».

Новый материал TAQ показал впечатляющие результаты: его производительность близка к теоретическому максимуму ёмкости. Особую роль в этом сыграло использование углеродных нанотрубок, которые способствуют эффективному смешиванию кристаллитов TAQ и частиц углерода, создавая однородный электрод.

Тяньян Чен, ведущий автор исследования, подчёркивает, что использование углеродных нанотрубок значительно улучшает скоростные характеристики аккумулятора. Это означает, что батарея может накапливать то же количество энергии за более короткое время зарядки или больше энергии за то же время.

Среди других преимуществ материала – устойчивость к воздействию воздуха и влаги, длительный срок службы, способность выдерживать высокие температуры и экологическая безопасность. Технология имеет потенциал для широкомасштабного применения в центрах обработки данных, электросетях, системах возобновляемой энергии и электромобилях.