Литий-ионные аккумуляторы при всех своих достоинствах не лишены и недостатков, поэтому ученые во всем мире продолжают разрабатывать альтернативные варианты. Ученые из Сколтеха опубликовали свои достижения в области разработок натриевых и калиевых аккумуляторов, а также органических катодных материалов.
Для накопления энергии сегодня обычно используют или металл-ионные батареи, или суперконденсаторы. Первые могут сохранять большой объем энергии, но они требуют много времени для зарядки и быстро теряют энергоемкость. Вторые, хоть и заряжаются быстро, и их можно перезаряжать тысячи раз, но их запас энергии слишком мал. Руководитель проекта Павел Трошин уверен, что преимущества тех и других можно объединить, применяя органические электроактивные полимеры, и таким образом создать новый тип электрохимических источников тока.
Разработанные в Сколтехе материалы подходит для производства любых металл-ионных аккумуляторов. Используя для катода созданные полимеры, а для анода — сплав калия и натрия, ученые обнаружили, что на полную зарядку такой батареи уходит меньше десяти секунд. Один из полимеров придал батарее наибольшую энергоемкость, а другой — максимальную стабильность: после десяти тысяч циклов заряд-разряд потери составили всего 11 %. Специально подобранные электролиты способствовали тому, что экспериментальные экземпляры батарей показать рекордную мощность — до ста тысяч Вт‧ч/кг.
Тот же сплав калия и натрия не дает образовываться дендрита — микроскопическим нитям, которые нарастают на электродах металл-ионных аккумуляторов и устраивают короткие замыкания внутри батареи, провоцируя возгорание. Оказалось, что этой опасности можно избежать, используя щелочные металлы не по отдельности, а в виде их сплавов, которые остаются в жидком состоянии при нормальной рабочей температуре аккумулятора.
