Группа ученых из Института общей и неорганической химии РАН вместе с коллегами из Израиля и Сингапура создали материал, из которого можно изготавливать аноды для натрий-ионных батарей. В перспективе, такие батареи могут заменить литий-ионные аккумуляторы. Статья ученых появилась в Nature.
Химикам из лаборатории, возглавляемой Татьяной Трипольской, удалось найти способ создания слоя сульфида сурьмы из пероксокомплексов. Так ученые называют соединения различных веществ (лаборатория Трипольской сосредоточилась на p-элементах, в первую очередь на олове и сурьме) с группой OOH. Это фактически молекула перекиси водорода (H2O2, H-O-O-H), от которой отделили один ион водорода (депротонировали).
В работе графеновые чешуйки покрыли тонким слоем сульфида сурьмы . Их, в свою очередь, использовали для изготовления электродов аккумуляторной батареи, причем вместо широко распространенной сейчас литий-ионной технологии ученые экспериментировали с натрием.
Натрий-ионные аккумуляторы могут иметь перед литиевыми одно существенное преимущество: натрия на Земле значительно больше (этот элемент образует, к примеру, такое распространенное соединение, как поваренную соль). Теоретически, натриевые аккумуляторы могли бы быть дешевле литиевых, но ионы натрия не встраиваются в обычные электроды из графита (или иного доступного материала).
В новом исследовании было показано, что для ионов натрия подойдет сульфид сурьмы, причем из него не обязательно делать электроды целиком: более того, чистый сульфид сурьмы хуже покрытых им графеновых чешуек. Проведенные измерения показали способность электродов накапливать до 730 миллиампер-часов на грамм: по оценкам ученых, сурьмяно-сульфидная технология может помочь вывести натрий-ионные батареи на уровень, сопоставимый с литий-ионными.
«Данный метод получения композиционного материала очень прост в аппаратурном оформлении и не требует специального оборудования,» - рассказал в беседе с «Лентой.ру» один из авторов работы Петр Приходченко. «Он очень дешев и прост в аппаратурном оформлении, не требует больших энергетических затрат, не имеет токсичных отходов и может быть легко масштабирован в реальное производство,» - добавил он.