Электромобили уже стали привычным явлением, но переход на электрическую тягу в более крупных видах транспорта — таких, как поезда, корабли и самолеты — остается сложной задачей. Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) предложили инновационное решение: топливный элемент на жидком натрии, который может превзойти литий-ионные аккумуляторы по соотношению энергии к весу.
В отличие от традиционных батарей, требующих подзарядки, новая система работает на заменяемом натриевом топливе. Топливный элемент состоит из двух камер: в одной находится жидкий натрий, а в другую подается воздух. Натрий проходит через керамический электролит, вступая в реакцию с кислородом на пористом электроде, что генерирует электричество. В испытаниях прототип показал энергоемкость в три раза выше, чем у литий-ионных батарей.
«Мы ожидаем, что люди сочтут эту идею безумной», — говорит соавтор исследования Йет-Мин Чианг, профессор керамики MIT.
«Если этого не произойдет, я буду разочарован, потому что по-настоящему революционные технологии всегда кажутся безумными на старте».
Наибольший потенциал разработка имеет в авиации, где критически важен вес. Современные литий-ионные аккумуляторы обеспечивают около 300 ватт-часов на килограмм, тогда как для электросамолетов требуется не менее 1 000. Прототип MIT в лабораторных условиях достиг показателя 1 700 ватт-часов на килограмм, что открывает перспективы для региональных перелетов, на которые приходится 30% авиационных выбросов.
Побочным продуктом реакции является оксид натрия, который в атмосфере превращается в соду (бикарбонат натрия), что может частично нейтрализовать кислотность парниковых газов.
Кроме того, система безопасна: в отличие от батарей, где нарушение барьера между компонентами приводит к взрыву, здесь с одной стороны всегда находится воздух. Команда уже основала стартап Propel Aero для коммерциализации технологии. В ближайший год планируется испытать топливный элемент на беспилотнике.