Команда науковців з Берлінського університету імені Гумбольдта розробила аноди для літій- і натрій-іонних батарей, що здатні витримувати понад 2500 циклів зарядки без значної втрати ефективності. Відкриття прокладає шлях до створення безпечніших і довговічніших джерел живлення для електромобілів та стаціонарних енергосистем.

Традиційні акумулятори базуються на впорядкованих кристалічних структурах, які забезпечують передбачувану іонну провідність, але водночас обмежують швидкість зарядки. У новому дослідженні, опублікованому в Nature Communications і Advanced Materials, вчені показали, що контрольований «безлад» у структурі матеріалів може суттєво покращити їхню продуктивність.

«Ми навмисно порушили атомний порядок і відкрили нові механізми зберігання енергії», — зазначила доктор Патрісія Руссо. Для літій-іонних батарей дослідники створили надстійкий матеріал з оксидів ніобію і вольфраму, який зберігає продуктивність навіть після 1000 циклів.

Для натрій-іонних батарей — більш екологічної альтернативи — було використано аморфний ніобат заліза. Матеріал зазнає суттєвих змін при першій зарядці, однак зберігає критичні елементи структури, що забезпечує високу ємність і стабільність протягом 2600 циклів.

Дослідники відзначають, що поєднання неупорядкованих літієвих та натрієвих анодів відкриває нові перспективи для розробки батарей надшвидкої зарядки, зокрема для електромобілів та систем зберігання енергії з відновлюваних джерел.