Натрий вместо лития. Самарец ищет соединения для инновационных аккумуляторов

Младший научный сотрудник лаборатории кристаллохимии и дизайна кристаллов международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению в СамГТУ, кандидат химических наук Елизавета Морхова занимается поиском и синтезом новых перспективных натрий-проводящих материалов для металл-ионных аккумуляторов. Минувшим летом эта разработка победила в конкурсе Российского научного фонда, направленном на поддержку молодых учёных.

Разработка для будущего
 

На сегодняшний день во всем мире активно используют литиево-ионные аккумуляторы (ЛИА). Они эффективны, у них долгий срок службы, высокая удельная мощность. Но стремительное увеличение количества электронных устройств (смартфоны и ноутбуки, электромобили, строительные инструменты, игрушки, часы и т.д.) приводит к постепенному истощению запасов лития на планете, а это, в свою очередь, заставляет задуматься о альтернативе. 

Наука нашла достойную замену литию. Речь идёт о его ближайшем «соседе» по таблице Менделеева – натрии. Он широко распространён в природе (его можно добывать даже из морской воды), в десятки раз дешевле лития, имеет кристаллическую структуру.

Размер имеет значение
 

Результаты поисков показывают, что натриевые аккумуляторы могут наилучшим образом заменить литиевые. Наибольшего прогресса в их изучении и применении достигли китайские учёные. Но их аккумуляторы пока недостаточно мощны и довольно громоздки.

Габаритные аккумуляторы, конечно, могут быть использованы, например, для накапливания энергии солнца или ветра. Но в быту всё-таки предпочтительнее компактное и удобное устройство. Кроме того, сегодня ведутся эксперименты по использованию в источниках питания твёрдотельного кристаллического электролита. Жидкие электролиты в ЛИА взрывоопасны и токсичны, целиком твёрдые аккумуляторы удобны в перевозке и хранении.
 

Выбрать лучшее
 

На сегодняшний день самарский химик уже проанализировала около 1500 соединений, в которых в достаточных количествах имеется натрий. Отобрано около 60 наиболее перспективных структур и сейчас перед самарским исследователем стоит задача выбрать наилучшие проводники.