В прошлом столетии ученые научились создавать органические молекулы, которые сцепляясь между собой образовывали одномерные или трёхмерные полимеры. Такие материалы уже давно используются в разнообразных технологических продуктах.

В отношении 2D-полимеров химики до сих пор не могли похвастать аналогичными успехами. Большинство молекул по своей природе неплоские и имеют свойство сворачиваться в растворе, поэтому крайне сложно контролировать их обьединение строго в двумерной плоскости.

Преодолеть эти затруднения удалось коллективу исследователей из Национального университета Сингапура (NUS). Они разработали стратегию, предусматривающую предварительную фиксацию плоских молекул в кристаллическом состоянии и последующую твердотельную полимеризацию.

Созданные таким способом графеноподобные 2D-листы полимера являются единственными в своём роде, так как сочетают хорошую электропроводность с регулярно расположенными однородными порами субнанометрового диаметра.

Эти отверстия достаточно велики, чтобы эффективно хранить ионы натрия в перезаряжаемых батареях нового поколения. Натрий гораздо более распространён в природе, чем литий и использование его атомов для переноса заряда делает батареи значительно дешевле, однако ионы натрия крупнее литиевых и быстро разрушают материал электродов.

Новый 2D-полимер достаточно просто производить в массовых масштабах, изготовленные из него электроды будут иметь низкую себестоимость и позволят натриевым батареям стабильно работать на протяжении тысяч циклов перезарядки. В испытаниях, образец анода из этого полимера продемонстрировал беспрецедентную устойчивость, сохранив 70% ёмкости после 7700 циклов.

Кроме того, инертность составляющего полимер углерода сделает эксплуатацию будущих батарей значительно более безопасной.