В Институте неорганической химии Сибирского отделения РАН (ИНХ СО РАН) предложили использовать в качестве анода в натрий-ионных аккумуляторах углеродные бромированные нанохорны — полые структуры из листов графена конической формы. Добавление брома к нанохорнам на 20% увеличивает емкость хранения натрия, который переносит заряд энергии.

Натрий-ионные аккумуляторы считаются перспективной заменой современных литий-ионных батарей. Они дешевле, обладают высокой скоростью зарядки, сохраняют почти в два раза больше емкости при низкой температуре и более безопасны. Принцип их устройства аналогичен литиевым. В процессе заряда натрий выходит из катодного материала и внедряется в материал анода. При разряде ионы натрия покидают анод, генерируя электроны, то есть ток для питания внешнего устройства. От свойств материалов катода и анода зависят ключевые параметры всей батареи.

Нанохорны, предложенные сибирскими учеными как материал для анода, за счет большой удельной площади и дефектов при изгибах графеновой сетки хорошо поглощают натрий. Электроотрицательный бром, пары которого взаимодействуют с изогнутыми графеновыми стенками, повышает их способность поглощать натрий, и соответственно, емкость аккумулятора.

«Мы выяснили, что бромированные углеродные нанохорны способны хранить на 20% больше натрия, чем исходные. Предложенный нами подход может быть применен и для других углеродных наноматериалов для их использования в конденсаторах и батарейках, а также для поглощения ионов металлов», — объясняет сотрудник ИНХ СО РАН, кандидат химических наук Светлана Столярова.