Поиск способа создания аккумулятора из натрия, а не лития, принял несколько неожиданный поворот, когда ученые из Университета штата Мэриленд и Национального центра нанонауки и технологии из Пекина обнаружили, что запеченный дубовый лист, наполненный натрием, выступил эффективным отрицательным полюсом для батареи пилотной версии.

Поскольку любой, кто когда-либо делал аккумулятор из лимона (или картофеля) помнит, что делать батарею из органического вещества, безусловно, возможно, и это могло бы сыграть свою роль в разработке работоспособной батареи на натриевой основе.

Натрий теоретически должен содержать больше заряда, чем литий, но на практике он не может выдержать столько циклов заряда и разряда. Одним из камней преткновения был поиск подходящего материала для анода, который совместим с натрием. Графит, который используется в литий-ионных батарей, не подходит, так как ионы натрия имеют гораздо больший ионный диаметр, чем у лития. Можно использовать графен, но он отнимает много времени и дорог в производстве.

Ранние эксперименты включали и другие источники биомассы, такие как торф, банановая кожура, и кожура дыни, но они требуют дополнительной обработки и покрытия.

«Естественная форма листа уже соответствует структуре батареи: малая площадь поверхности, что уменьшает дефекты, много мелких структур, расположенных близко друг к другу, что увеличивает пространство; также внутренние структуры нужного размера и формы, которые будут использоваться с натриевым электролитом», сказал Фэй Шен (Fei Shen), студент работающий над проектом.

Сначала ученые обрабатывают сухой лист, используя пиролиз, выпекая его при 1000 ° C (1832 ° F) в течение одного часа в среде, лишенной кислорода, чтобы выжечь все, кроме основной углеродной структуры. Для того, чтобы удалить другие неорганические примеси, которые могут помешать электрохимическим процессам, они погружают лист в хлороводород на 6 часов.

В результате получается обугленный лист, все еще усыпанный порами на нижней стороне, которая обычно позволяет листу поглощать воду и осуществлять обмен газами. В обугленном состоянии поры листа более чем подходят для поглощения электролита натрия. Слои углерода на плотной внешней части листа приняли вид наслоений наноструктурированного углерода, поглощающего натрий, который несет заряд. В своем обугленном состоянии верхняя часть листа плоская, плотная и