Технические науки

Гидробораты помогут сделать батареи для электромобилей безопаснее

Трехмерная структура поверхности диффузии ионов натрия в кристаллах гидроборатa

UNIGE/Brighi

Швейцарские ученые разработали электролит на основе гидроборатов, который можно использовать в батареях для электромобилей. Такой аккумулятор эффективен и при этом намного безопаснее традиционного литиевого. Результаты исследования опубликованы в Cell Reports Physical Science.

Отрасль электромобилей сегодня энергично развивается, и есть надежда, что она поможет значительно сократить выбросы парниковых газов в атмосферу. Но электромобили, как и любая технология, должны быть эффективны, иначе не станут массовыми. Ключевой проблемой для них сегодня считается хранение энергии. Чтобы ее решить, ученым необходимо создать мощную и безопасную батарею. Один из самых распространенных вариантов — батареи на основе лития. Они эффективны, но для работы им требуются жидкие электролиты, которые при утечке очень взрывоопасны. «Кроме того, литий встречается не на всей планете. Это может привести к геополитическим проблемам, аналогичным проблемам вокруг нефти. Натрий — хорошая альтернатива. Его химические и физические свойства близки к литию, и встречается он повсюду», — рассказал Фабрицио Мурджа, научный сотрудник Женевского университета.

Основная проблема натрия заключается в том, что он тяжелее лития, поэтому для него сложнее подобрать электролит. В 2013 и 2014 годах японские и американские исследовательские группы определили гидробораты BH4 как хорошие проводники натрия при температуре выше 120 °C, что слишком много для повседневного использования. Однако у ученых Женевского университета оказался большой опыт работы с гидроборатами, поэтому они начали искать возможность снизить рабочую температуру. Гидробораты представляют собой сферы из бора и отрицательно заряженного водорода. Между ними достаточное расстояние, чтобы положительно заряженные ионы натрия могли перемещаться. Однако отрицательный и положительный заряды притягиваются, поэтому ученым нужно было разрушить гидробораты, чтобы ионы натрия лучше двигались.

«Мы получили очень хорошие результаты с отличными свойствами. Нам удалось использовать гидробораты в качестве электролита от комнатной температуры до 250 °C без каких-либо проблем с безопасностью. Более того, они выдерживают более высокие разности потенциалов, а это означает, что батареи могут хранить больше энергии», — рассказал Радован Черни, профессор лаборатории кристаллографии Женевского университета и руководитель проекта.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.