Японские физики разработали новый тип полностью твердотельных аккумуляторов на базе сплава натрия, серы и фосфора, которые могут применяться для запасения «зеленой» энергии в домашнем хозяйстве благодаря низкой стоимости и крайне медленной потере заряда, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Твердотельные аккумуляторы являются одним из перспективных направлений в разработке устройств, позволяющих долговременно запасать электроэнергию. Такие источники питания не теряют заряд при долгом хранении, не взрываются при перегреве и практически не реагируют на перепады температур, в отличие от классических литий-ионных батарей.

Группа физиков под руководством Акитоси Хаяси (Akitoshi Hayashi) из университета префектуры Осака (Япония) разработала новый тип такого аккумулятора на базе сплава натрия, фосфора и серы (NaPS), изучая свойства кристаллов этого материала.

Как объясняют ученые,

данное соединение обладает очень высокой электрической емкостью – 760 ватт на килограмм, сопоставимой с показателями лучших литий-ионных аккумуляторов. С другой стороны, существующие батареи на основе сплава этих веществ способны работать только при температуре в 300 градусов Цельсия, что делает невозможным их домашнее применение.

Хаяси и его коллеги смогли приспособить этот сплав для работы при комнатной температуре. Сначала ученые изготовили множество микроскопических кристаллов NaPS, размолов куски сплава в механической дробилке при температуре в 270 градусов. Затем они растворили полученную пудру в расплавленном керамостекле, вставили в жидкость два электрода и охладили заготовку.

Полученное устройство обладает всеми положительными свойствами «горячих» батарей на базе NaPS и при этом может работать при комнатной температуре.

В частности, изготовленные физиками прототипы натриевых батарей успешно проходили несколько десятков циклов заряда-разряда без изменения емкости и сохраняли запасенную электроэнергию в течение полугода.

Как полагают ученые, твердотельные аккумуляторы на основе этой технологии могут найти применение в домашнем хозяйстве и в промышленности. В первую очередь, такие устройства могут применяться для хранения «зеленого» электричества, полученной при помощи ветряков, солнечных батарей и других источников возобновляемой энергии.