Вчені зробили значний крок у розвитку технологій зберігання енергії, навчившись реактивувати "мертвий" натрій у батареях. Це відкриття може суттєво змінити підходи до використання натрієвих акумуляторів, які вже давно вважаються перспективною альтернативою літій-іонним системам. Процес реактивації дозволяє відновлювати функціональність натрію, який втрачається внаслідок тривалого використання батарей. Зазначається, що це не лише подовжує термін служби акумуляторів
Проблема накопичення ізольованого металу, що поступово виводить акумулятори з ладу, тривалий час вважалася непереборною для натрієвих систем. Проте дослідники розробили інноваційний метод, який дозволяє відновлювати втрачену ємність безпосередньо під час заряджання пристрою.
У сучасному світі пошук альтернатив літій-іонним акумуляторам стає критично важливим через обмежені ресурси літію та його високу вартість. Натрієві батареї (AFSBs) виглядають перспективною заміною, проте вони мають суттєвий недолік – швидку деградацію через утворення так званого "мертвого" натрію. Це металеві частинки, які втрачають електричний контакт з електродом через нерівномірне осадження або розчинення металу під час роботи. Накопичення такого "баласту" виснажує запас активного металу й підвищує внутрішній опір батареї, що веде до швидкого виходу з ладу. У новому дослідженні, яке з'явилося 5 травня в журналіNature Communications, науковці пропонують вихід з цієї проблеми.
Дивіться такожРеволюційна сонячна панель виробляє енергію як від сонячного світла, так і від дощу
Група вчених під керівництвомХуа Вангаз Бейханського університету запропонувала революційну стратегію заряджання зі вставками зворотних імпульсів (RPIC – reverse-pulse-interspersed charging). Суть методу полягає в тому, що під час звичайного процесу заряджання в протокол додаються короткі імпульси зворотного струму. Це дозволяє активувати фізичне явище, відоме як позитивний діелектрофорез.
Згідно з висновками дослідження, у неоднорідному електричному полі частинки мертвого натрію, які мають вищу комплексну діелектричну проникність, ніж навколишній електроліт, відчувають дію сили, що штовхає їх до областей з вищою щільністю поля – тобто назад до негативного електрода. Як тільки "мертвий" метал торкається активного шару на аноді, він знову включається в електричне коло і стає функціональним.
Експериментальні дані підтверджують ефективність цього підходу:
Окрім безпосередньої реактивації металу, технологія RPIC вирішує ще кілька критичних проблем:
Реактивація неактивного лужного металу є ефективною стратегією для продовження терміну служби батарей на основі лужних металів. Дотепер відповідні дослідження зосереджувалися переважно на літієвих батареях, проте реактивація неактивного натрію залишається загадкою,– прокоментували автори дослідження, яке очолює Вейхао Ван.
Науковці також перевірили універсальність своєї розробки. Виявилося, що метод RPIC ефективний не лише для натрієвих, а й для літієвих та калієвих безматричних (anode-free) батарей. Це відкриває шлях до створення надпотужних накопичувачів енергії з високою питомою енергією.
Зокрема, у дослідженні було продемонстровано роботу натрієвого акумулятора з показником 180 ват-годин на кілограм, що має тривалий термін експлуатації та підходить для практичного застосування в електротранспорті чи системах зберігання відновлюваної енергії.
Попри те, що впровадження зворотних імпульсів призводить до незначного зниження енергоефективності (приблизно на 16% через витрати на сам імпульс), розробники наголошують, що це повністю компенсується радикальним подовженням життя пристрою.
Таким чином, стратегія RPIC стає практичним інструментом для переходу до стабільних та високопродуктивних лужних металевих батарей майбутнього.
Це, мабуть, найгучніший напрям прямо зараз, пишеElectrek. Китайська компаніяGreater Bay Technologyвже запустила з конвеєра перші прототипні зразки повністю твердотільних акумуляторних елементів, і вони успішно пройшли тести на прокол голкою, видавлювання та термічний удар – без займання чи вибуху. Оголошена щільність енергії становить 260 – 500 ват-годин на кілограм, що помітно перевищує показники традиційних рідких літій-іонних батарей, а заряджання відбувається в швидкому режимі. Компанія орієнтується на масове виробництво гігаватного масштабу наприкінці 2026 року, а дебют перших зразків продукції планується в преміальних моделях автомобілів GAC Hyptec.
Загалом, гонитва за твердотільними батареями зараз перетворилася на справжній глобальний марафон, вважаєTo7Motors. Toyota прагне досягти щільності 450 – 500 ват-годин на кілограм у невеликосерійному виробництві між 2027 і 2028 роками, Samsung SDI обіцяє зарядку до 80% за 9 хвилин до 2027 року, а Dongfeng планує масове виробництво на рівні 350 ват-годин на кілограм уже наприкінці 2026 року.
Також Китай анонсував запуск власного стандарту для твердотільних батарей у липні 2026 року.
Навіть "стара" технологія не стоїть на місці. Дослідники Оксфорду у лютому 2026 року знайшли спосіб зробити літій-іонні батареї такими, що заряджаються швидше і служать довше. Все завдяки маркуванню полімерних зв'язувачів, що дозволяє точніше візуалізувати та зрозуміти деградацію осередків батарей.
Крім того, вчені зробили прорив у бромієвих проточних батареях, знайшовши спосіб хімічно утримувати корозивний бром, що раніше було одним із головних бар'єрів для довготривалого та доступного зберігання енергії, зазначаєScienceDaily.
Окремо варто відзначити прогрес у самій швидкості зарядки. Технологія надшвидкого заряджання стрімко переосмислює можливості електромобілів та смартфонів, скорочуючи час від годин до хвилин, повідомляєCALSTART. На CES 2026 фінська компаніяDonut Labпредставила твердотільну батарею, здатну зарядитися за 5 хвилин, і вже заявила про її застосування в реальних мотоциклах Verge у першому кварталі 2026 року.