Новий підхід дозволив суттєво покращити рух іонів та запобігти утворенню металевих відкладень(дендритів), які часто призводять до короткого замикання та займання акумуляторів. Цей прорив вирішує ключову проблему натрій-іонних систем, які є значно дешевшими за літієві, але досі залежали від небезпечних рідких електролітів.
Читайте также: Гробниця на 100 тисяч років. Фінляндія першою у світі готова закрити сховище ядерних відходів нового типу
Для створення стабільного твердого полімерного електроліту вчені застосували графітовий нітрид вуглецю(GCN) — матеріал, який отримують шляхом нагрівання звичайної сечовини до температури 550 °C. Надтонкі листи GCN змішали з полімерною плівкою. Така модифікація дозволила реорганізувати структуру полімеру, збільшивши його механічну міцність у три рази та суттєво підвищивши іонну провідність за температури 55 °C. Багаті на азот ділянки на поверхні добавки допомогли ефективніше вивільняти іони натрію для перенесення заряду.
Завдяки підвищеній міцності оновлений електроліт успішно протистоїть проникненню дендритів і забезпечує рівномірне нанесення металу на електроди. Під час тестів стандартний полімерний електроліт вийшов із ладу вже за 250 годин, тоді як модифікована версія стабільно відпрацювала понад 2000 годин без жодних збоїв.
Читайте также: Альтернатива Signal. Що таке децентралізовані месенджери та наскільки вони безпечні
Повністю твердотільні тестові акумуляторні елементи зберегли 95% своєї місткості після 500 циклів заряджання-розряджання. Крім того, прототип батареї у гнучкому корпусі продовжив живити світлодіод навіть після того, як його неодноразово складали та розрізали. Наразі команда NUS працює над адаптацією батарей до роботи за кімнатної температури та збільшенням їхньої енергетичної щільності.
Читайте также: Космічний батут. Вчені виявили аномалію на астероїді, де планували видобувати платину
Результати роботи опубліковано в журналі Advanced Functional Materials.
