С напредването на света към производството на чиста енергия, несъмнено нуждата от чисти батерии за транспорт несъмнено ще се увеличи. Засега най-ефективното решение, което имаме, са литиево-йонните батерии, но те имат много недостатъци.
Натриево-йонните батерии имат огромен потенциал като алтернатива, но тяхната технология причинява на учените много главоболия. Сега изследователи от Женевския университет вярват, че са ги решили.
Проблеми с литиево-йонната батерия бяха обсъждани повече от веднъж. Те не са много безопасни, защото течният им електролит може да се запали при различни аварии. Освен това самият литий се намира в доста малка част от Земята. Учените казват, че това ще създаде същите геополитически проблеми в бъдеще, както петролът сега. И накрая, с напредването на технологиите, ние винаги трябва да търсим по-добри решения.
Натрият, съсед на литий в периодичната таблица на елементите, е добър кандидат да замени този рядък и благороден метал. Навсякъде имаме много натрий. Поне на теория, натриево-йонните батерии биха могли да бъдат по-безопасни и по-мощни, ако се използва твърд електролит. Има обаче един проблем - натрият е по-тежък от лития, което затруднява преминаването му през електролита.
Още през 2013-2014 г. японски и американски учени откриха, че хидроборатите могат да бъдат отлични електролити за натриевите батерии, но само след достигане на температура от 120 C. Тези температури са просто неприемливо високи за ежедневните батерии, но изследователи в Женева, които от десетилетия работят с хидроборати, са намерили решение на този проблем.
Кристалографите от Женева (кристални химици) започнаха да подобряват хидроборатния електролит и постигнаха отлични резултати.
„Успяхме да използваме хидроборатния електролит в температурния диапазон от стайна температура до 250 C без никакви опасения за безопасността“, каза Радован Черни, ръководител на проекта.
Изследователите също приветстваха факта, че натриево-йонните батерии, които разработват, ще бъдат още по-мощни.
Как изследователите направиха това? Отговорът на тази загадка беше намерен в хаоса. Кристалографите са объркали обикновено чистия състав на хидроборатите, създавайки сфери от бор и отрицателно зареден водород. Пропуските между тях бяха достатъчно големи, за да се движат положително заредени натриеви йони между единия и другия електрод. Смесената формулировка, макар и неефективна, позволява натриевите йони да се движат свободно.
Изследователите казват, че разработват идеална батерия, базирана на твърд електролит с несъвършена структура. Има още много работа, която трябва да се свърши, преди да бъдат произведени и тествани такива батерии. Но първите резултати са наистина добри.
Натриево-йонните батерии могат да заменят литиево-йонните клетки, което ги прави по-безопасни, по-евтини и по-екологични.