Энергетический прорыв. Суперкомпьютер Expanse нашел способ удешевить хранение зеленой энергии

Объектом изучения стали натрий-ионные батареи, которые рассматриваются как доступная и экологическая альтернатива распространенным литий-ионным элементам. Поскольку натрий является распространенным ресурсом, такие аккумуляторы идеально подходят для масштабных систем, накапливающих энергию от ветровых и солнечных электростанций.

Главной проблемой натриевых батарей до сих пор оставалась их быстрая деградация, особенно при высоком напряжении. Чтобы решить этот вопрос, команда под руководством профессоров Ширли Мэн и Шуе Пин Онга модифицировала катодный материал, добавив к нему небольшое количество лития и титана. Благодаря симуляциям на атомном уровне ученые выяснили, что эти примеси стабилизируют кристаллическую структуру материала.

Это позволяет ионам натрия передвигаться свободнее, предотвращая разрушение катода даже после многих циклов зарядки и разрядки.

Использование суперкомпьютера позволило исследователям отказаться от длительного метода проб и ошибок в лаборатории. Вместо изготовления тысяч прототипов, искусственный интеллект смоделировал поведение ионов и выделил наиболее перспективные комбинации материалов.

Результаты тестов подтвердили, что обновленные натрий-ионные элементы способны удерживать заряд значительно дольше обычных аналогов. Это открытие прокладывает путь к созданию дешевых и долговечных промышленных накопителей, которые обеспечат стабильное электроснабжение в периоды отсутствия ветра или солнечного света.

Подробные результаты работы опубликованы в научном издании Advanced Energy Materials.