Китайские исследователи представили прототип высоковольтной натриево-серной батареи, которая потенциально может стать альтернативой литий-ионным аккумуляторам. Ключевыми преимуществами разработки являются рекордно высокая плотность энергии, низкая расчётная себестоимость и отсутствие в составе дефицитного и пожароопасного лития.

Согласно первым испытаниям, плотность энергии нового аккумулятора превышает 2000 ватт-часов на килограмм веса. Для сравнения, у распространённых типов литий-ионных аккумуляторов этот показатель варьируется в диапазоне от 100 до 300 ватт-часов на килограмм.

Расчётная себестоимость производства батареи, исходя из стоимости сырья, оценивается примерно в 5 долларов США за киловатт-час. Это существенно ниже текущей стоимости как литий-ионных, так и многих современных натриевых аккумуляторов. Низкая цена объясняется использованием широкодоступных и недорогих материалов: серы и натрия в качестве основных компонентов, алюминиевой фольги в качестве анода и электролита на основе хлоридов.

Технологическим прорывом стала решённая проблема быстрой деградации, характерной для предыдущих серных батарей. Учёные изменили принцип реакции: в новой батарее сера на катоде отдаёт электроны и реагирует с хлором из электролита, образуя хлорид серы, в то время как ионы натрия захватывают электроны и осаждаются на алюминиевом аноде. Для обеспечения плавности и обратимости реакции, а также для удержания реакционноспособных веществ используется специальный пористый углеродный слой и стекловолоконный сепаратор, предотвращающий короткое замыкание.

Тестовые образцы продемонстрировали высокую долговечность, выдержав 1400 циклов зарядки-разрядки без значительной потери ёмкости. После более чем года простоя батарея сохранила 95 процентов первоначального заряда, что особенно важно для систем долговременного хранения энергии.

Основными недостатками текущей разработки являются высокая коррозионная активность электролита из-за содержания хлора, что создаёт сложности для безопасного производства, а также лабораторный характер всех полученных данных. Показатели серийных изделий могут отличаться. Сроки коммерциализации технологии и вывода готовых продуктов на рынок разработчиками не называются.