Электромобили и безанодные натриевые батареи

Полный переход к электричеству в автомобильном секторе и его ответвлениях – вот что вдохновило Алессандру Аккогли, победительницы в номинации «Технология» на премии Lamborghini Future FAB и доктора философии Миланского политехнического института, работающего в лаборатории поверхностного и электрохимического машиностроения. Алессандра разработала инновационный проект, касающийся использования не содержащих анода натриевых аккумуляторов. Давайте узнаем больше об этом проекте из вопросов, на которые отвечает лично его автор.

Как у вас возникла идея «безанодных» натриевых батарей?

Энергетические поля, в частности электрохимическая энергия и аккумуляторы, всегда были моей страстью, и эта идея родилась из любопытства: какие препятствия стоят на пути автомобильной отрасли к полному переходу на электричество? И прежде всего, как их можно преодолеть? Я искала инновационные решения, прибегая к материалам, отличным от используемых в настоящее время. Основная идея заключается в использовании натрия вместо лития. Эти материалы схожи в химическом отношении, но на самом деле ведут себя по-разному, в дополнение к тому, что натрий является гораздо более доступным ресурсом. В ходе ряда исследований и исследований я также подумала объединить натрий с пиритом, потому что в настоящее время все материалы на основе серы (FeS) приобретают особую ценность в области аккумуляторов. Это обусловлено тем, что они очень экологичны и имеют низкую стоимость, что снижает экономическое и особенно экологическое воздействие технологий на нашу экосистему. Кроме того, устранение анода позволяет резко увеличить конечную плотность энергии и, следовательно, увеличить запас хода, что является одним из основных ограничений для распространения электроэнергии в автомобильной промышленности. Также это повышает безопасность при использовании батарей за счет снижения риска взрыва.

Каковы преимущества использования натрия, кроме того, что он является более экологически чистым?

В предложенной мной технологии механизм работы существенно отличается от традиционных литий-ионных аккумуляторов. В этом случае на самом деле происходит электроосаждение натрия, а не классическая интеркаляция – явление, при котором ионы попадают в материалы, из которых состоят электроды батареи, в течение долгого времени, чем разрушают их структуру. Таким образом, устройство имеет более длительный срок службы, то есть оно может выдерживать большое количество циклов и достигать более высоких мощностей. Все это приводит к сокращению электронных отходов, обеспечивая меньшее воздействие на окружающую среду и большую устойчивость.

С какой главной задачей предстоит столкнуться перед тем, как сделать возможным использование такой батареи?

Для полного распространения устройства, необходимо разработать материалы, которые являются стабильными и масштабируемыми на промышленном уровне. Основная задача – облегчить отложение натрия на аноде аккумулятора и минимизировать образование «дендритов». Эти трехмерные структуры могут постепенно повредить различные компоненты системы, поэтому проектирование поверхностей, безусловно, является решающим моментом.