ИСТИНА

В настоящее время активно развивается технология натрий-ионных аккумуляторов (НИА), которые могут стать выгодной альтернативой литий-ионным аккумуляторам (ЛИА) благодаря низкой себестоимости, связанной с распространённостью натрия. В качестве анодного материала для НИА применяют неграфитизируемый углерод, который отличается высокой удельной ёмкостью, хорошей кулоновской эффективностью и простотой синтеза с использованием доступных прекурсоров. Неграфитизируемый углерод можно использовать и для гибридных натрий-ионных/натрий металлических аккумуляторов, так как в литературе представлены случаи увеличения обратимой емкости до 500 мАч/г за счет осаждения металлического натрия на поверхности электрода при потенциале ниже 0 В отн. Na+/Na. [1] Важной проблемой в разработке гибридной технологии является недостаточная обратимость осаждения металлического натрия, что ухудшает кулоновскую эффективность [2]. В этой работе мы рассмотрели различные углеродные материалы для определения электрохимических характеристик (емкости, кулоновской эффективности и циклируемости) в гибридной системе. Из выбранных углеродных материалов были приготовлены электроды и собраны электрохимические ячейки, было проведено гальваностатическое зарядно-разрядное циклирование образцов при плотностях тока от 25 мА/г до 250 мА/г. Для более детального изучения морфологии электродов и осажденного натрия была использована растровая электронная микроскопия (РЭМ). В ходе исследования было установлено, что результаты электрохимического осаждения натрия зависят от типа углеродного материала, используемого в качестве электрода. В частности, неграфитизируемый углерод, полученный из лигнина, продемонстрировал высокую кулоновскую эффективность на первом цикле 83,12%, а неграфитизируемый углерод из глюкозы – 90,3%. Работа выполнена при поддержке РНФ (проект № 24-23-20052) [1] Shpalter Denis, et al. Journal of Power Sources 624 (2024): 235547. [2] Grayson Deysher, et al. Nature Energy 9 (2024) 1161-1172