Китайские учёные создали натриево-серную батарею с рекордной энергоёмкостью и низкой себестоимостью

О разработке сообщает портал Digital Trends. По словам авторов проекта, предложенный тип аккумуляторов способен изменить подходы к накоплению и долговременному хранению энергии — прежде всего в стационарных системах и энергетике.

Рекордная плотность энергии

Ключевым параметром новой батареи стала её энергоёмкость. В ходе первых испытаний плотность энергии натриево-серного аккумулятора превысила 2000 Вт·ч/кг. Для сравнения, современные литий-ионные батареи обычно демонстрируют показатели в диапазоне 100–300 Вт·ч/кг, в зависимости от химии и конструкции.

Даже с учётом того, что данные получены в лабораторных условиях, разрыв выглядит принципиальным и объясняет высокий интерес к разработке со стороны специалистов в области хранения энергии.

Дешёвые и доступные материалы

В отличие от литий-ионных аккумуляторов, новая батарея не использует редкие или дорогостоящие элементы. В её основе:

• сера (катод),
• натрий,
• алюминий (анод),
• хлор — компонент электролита.

В тестовом образце роль анода выполнял обычный алюминиевый лист, аналогичный пищевой фольге. Такой набор материалов позволяет радикально снизить стоимость производства и уменьшить зависимость от дефицитных ресурсов.

Почему серные батареи не «взлетели» раньше

Сера давно рассматривалась как перспективный материал для аккумуляторов благодаря способности накапливать большое количество энергии. Однако традиционные литий-серные батареи страдают от быстрой деградации: в процессе работы сера образует побочные соединения, сокращающие срок службы элемента.

Китайские исследователи предложили иной электрохимический механизм. В новой системе сера не просто принимает электроны, а активно отдаёт их, вступая в контролируемую реакцию с хлором. Это позволило добиться стабильности и обратимости процессов.

Принцип работы аккумулятора

В новой натриево-серной батарее:

• сера используется в качестве катода;
• алюминий — в роли анода;
• электролит представляет собой смесь хлорида алюминия, хлора и солей натрия.

При разряде атомы серы отдают электроны и реагируют с хлором с образованием хлорида серы. Ионы натрия принимают электроны и осаждаются на алюминиевом аноде. Такой механизм устраняет ключевую проблему серных аккумуляторов — быструю деградацию.

Дополнительно в конструкции используется:

• пористый углеродный слой для удержания реакционноспособных веществ;
• стекловолоконный сепаратор, предотвращающий короткое замыкание.

Срок службы и хранение заряда

Прототипы батареи выдержали около 1400 циклов зарядки-разрядки до заметного снижения ёмкости. Это выше, чем у большинства стандартных литий-ионных аккумуляторов (300–1000 циклов), хотя и уступает наиболее долговечным литий-железо-фосфатным решениям.

Ещё одно важное свойство — низкий саморазряд. После более чем года хранения батарея сохранила 95% первоначального заряда, что делает технологию особенно привлекательной для систем долговременного хранения энергии.

Стоимость и ограничения

По расчётам исследователей, исходя из стоимости сырья, себестоимость натриево-серной батареи может составить около $5 за кВт·ч — на порядок дешевле многих современных аккумуляторных решений, включая литий-ионные.

Однако у технологии есть и серьёзные ограничения:

• электролит содержит большое количество хлора и обладает коррозионными свойствами, что усложняет безопасную эксплуатацию;
• все заявленные характеристики получены в лабораторных условиях;
• сроки коммерциализации разработчики пока не называют.

Что это значит для рынка

Если технология подтвердит заявленные характеристики при масштабировании, она может стать основой для дешёвых и безопасных систем хранения возобновляемой энергии. При этом говорить о «конце литиевых аккумуляторов» преждевременно: мобильная электроника и транспорт предъявляют иные требования, чем стационарные энергосистемы.

Источник: https://www.cnews.ru/news/top/2026-01-12_litievye_akkumulyatory_otpravyat