Китайские учёные представили натрий-серную батарею с рекордной ёмкостью и потенциальной ценой $5 за кВт·ч

Прорыв в хранении энергии: новая химия обещает революцию

Исследователи из Китая заявили о создании прорывной натрий-серной (Na-S) аккумуляторной батареи, которая может радикально изменить экономику систем накопления энергии. По данным разработчиков, удельная энергоёмкость нового элемента достигает свыше 2000 Вт·ч/кг, что сопоставимо с лучшими показателями литиевых решений, при этом расчётная себестоимость не превышает 5 долларов за кВт·ч. Эта потенциальная дешевизна в разы превосходит существующие литий-ионные и большинство натрий-ионных аналогов.

Инновационный подход к серному катоду

Ключевой особенностью разработки, представленной, в частности, специалистами Шанхайского университета Цзяо Тун, стал отказ от традиционной для Na-S систем химии S/Na2S. Учёные перешли к редокс-химии S⁰/S⁴⁺, что позволило полностью исключить активный анод. В новой конструкции роль анода выполняет алюминиевая фольга (токосъёмник), а катод создан на основе чистой серы (S⁸). В классических литий-серных элементах сера склонна к быстрой деградации, однако здесь она используется как донор электронов, что, по мнению авторов, обеспечивает стабильность.

Высокие показатели и вопрос безопасности электролита

Лабораторные испытания продемонстрировали впечатляющие результаты. Батарея выдержала 1400 циклов заряд-разряд до наступления заметной деградации, а после более чем года хранения без подзарядки сохранила 95% своего заряда, что критически важно для стационарных накопителей, например, для сетей с возобновляемыми источниками энергии. Кроме того, в новой схеме используется негорючий хлоралюминатный электролит, что должно снизить риски, связанные с пожароопасностью. Добавление катализатора Bi-COF, по некоторым данным, позволило достичь пиковых значений до 2021 Вт/кг.

Коммерциализация: серьёзные препятствия впереди

Несмотря на заявленные выдающиеся характеристики и крайне низкую расчётную стоимость, эксперты отмечают, что до широкого коммерческого внедрения ещё далеко. Главными барьерами остаются сложность эксплуатации и агрессивность хлорсодержащего электролита, а также то, что полученные показатели были зафиксированы в лабораторных условиях, без учёта полномасштабного корпуса и систем безопасности, необходимых для конечных потребительских или промышленных устройств. Успешное масштабирование и подтверждение долговечности в реальных условиях определят, сможет ли эта технология действительно перевернуть рынок, или её потенциал останется лабораторным рекордом.