Беларусь сможет озолотиться? Учёные сделали прорыв в разработке аккумуляторов. Что вместо лития?

09.06.2023 11:58
Наука Редакция
Натрий-ионный аккумулятор (SIB) — это тип аккумуляторной батареи,

Увеличение масштабов производства аккумуляторов по всему миру привело к росту цен на литий. Что в свою очередь сдерживает развитие производства электромобилей. По мнению технологов, в будущем этот металл может быть заменен каменной солью.

Натрий-ионный аккумулятор (SIB) — это тип аккумуляторной батареи, которая использует ионы натрия (Na+) в качестве носителей заряда. По своему принципу работы и конструкции такие батареи сходны с литий-ионными, но содержат, вместо лития, натрий.

Такая технология стала развиваться в 2010-х и 2020-х годах во многом из-за более высокой экологичности, а также из-за высокой стоимости многих материалов, необходимых для литий-ионных аккумуляторов. На 2023 год один киловатт-час батарей SIB уже стоит примерно 47-70 долларов, а у литиевых — 137 доллара. Но плотность литий-ионный батарей все ещё примерно в два раза меньше. Учёные почему миру признают, что технология не совершенна.

Однако недавние прорывы в разработке натрий-ионных аккумуляторов показали, что эти батареи могут достичь плотности энергии сопоставимой с литий-ионными батареями и в то же время быть более экономичными и экологически чистыми. Кроме того, натрий-ионные аккумуляторы меньше подвержены тепловым пробям, которые могут привести к возникновению пожаров и взрывам в случае с литий-ионными аккумуляторами.

Как Беларусь готовится к прорыву?

Беларусь сможет озолотиться? Учёные сделали прорыв в разработке аккумуляторов. Что вместо лития?

Во всем мире батареи SIB уже пошли в промышленное производство. Китайская компания CATL, крупнейший в мире производитель аккумуляторов, объявил в 2022 году о начале массового производства батарей SIB. А в феврале 2023 года китайская компания HiNa Battery Technology Co., Ltd. впервые установила натрий-ионный аккумулятор емкостью 140 Втч/кг в электрический испытательный автомобиль. А свою очередь производитель накопителей энергии Pylontech получил первый сертификат на натрий-ионный аккумулятор от TÜV Rheinland.

Кажется, такие батареи скоро займут уже заметную долю мирового рынка. «Натрий-ионные аккумуляторы могут пробиться в некоторые сегменты рынка аккумуляторов уже к концу этого года, и они могут значительно сократить расходы на электромобили», — считает Кейси Краунхарт, исследователь в области материаловедения, а также автор издания MIT Technology Review, специализирующаяся на возобновляемых источниках энергии, транспорте и том, как технологии могут бороться с изменением климата.

Эксперт напомнила, что сразу за литием в периодической таблице Менделеева идёт натрий.

«Натрий в чем-то похож на литий, и элементы, изготовленные из этого материала, могут достигать напряжения, аналогичного напряжению литий-ионных элементов (это означает, что химические реакции, приводящие в действие батарею, будут почти такими же мощными). И, что особенно важно, аккумуляторы на основе натрия в последнее время стали вмещать больше энергии в меньший корпус. В 2022 году плотность энергии натрий-ионных аккумуляторов была примерно такой же, как у некоторых литий-ионных аккумуляторов более низкого класса десять лет назад, когда первые коммерческие электромобили, такие как Tesla Roadster, уже появились на рынке», — рассказала Кейси Краунхарт.

В белорусской Академии наук пока лишь дали громкие обещания. Там также обещали показать свой аккумулятор на базе натрия. Глава НАН РБ в апреле 2023 года даже назвал сроки.

«Мы пытаемся отрабатывать свои технологии, элементы и предложения на базе натрий-графеновых аккумуляторов, накопителей. И это показывает неплохие результаты, но пока это стендовые испытания», — сказал председатель президиума Национальной академии наук Владимир Гусаков.

На вопрос, когда ждать готовую к применению разработку, Владимир Гусаков ответил: «Президент сказал: к лету. Поэтому мы готовимся к этому».

На момент написания статьи наступило 9 июня. Смогут ли в НАН РБ показать реальный аккумулятор на белорусской соли этим летом, покажет непродолжительное время. При этом в НАН РБ в феврале заявили не просто о достижении таких же показателей, как в литий-ионных батареях, о чем мечтают учёные со всего мира, а даже превосходстве их в три раза.

«Мы обещали президенту создать наш отечественный безлитиевый аккумулятор, и мы это сделали. Есть первый прототип белорусской батареи на натрии. Это очень важная и нужная для страны инновационная разработка. Мы достигли примерно таких же параметров, как у литиевых батарей. Наши разработчики оценили, что теоретически на натрии можно обеспечить мощность, емкость и прочие необходимые параметры в 2,5-3 раза выше по сравнению с литием», — заявил в феврале генеральный директор НПЦ Национальной академии наук Беларуси по материаловедению Валерий Федосюк. Но запуске массового производства таких аккумуляторов речи пока не шло.

В любом случае, даже если реальность будет отличаться от заявлений чиновника из НАН РБ, Беларусь сможет заработать на поставках соли для новых аккумуляторов в тот же Китай.

Как вам новость?