На программе «Большие вызовы», которая завершилась на федеральной территории “Сириус” 24 июля, школьники изучали натрий-ионные аккумуляторы в рамках направления «Новые материалы». Эти аккумуляторы считаются более экологичными и дешевыми по сравнению с литий-ионными. Учащиеся не только изучили их строение, но и собрали прототип с полимерным электролитом, что делает аккумуляторы более безопасными. Проект курировали эксперты из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН.

Литий-ионные аккумуляторы имеют несколько недостатков, таких как высокая стоимость и ограниченный диапазон рабочих температур. Натрий-ионные аккумуляторы могут стать хорошей альтернативой, так как натрий доступнее и дешевле. Школьники разработали гибкий электролит на основе полимерной мембраны, которая безопаснее и доступнее жидкого аналога.

Работа над мембраной включала ее очистку, замену протонов на ионы натрия и подбор растворителей для стабилизации аккумулятора. Учащиеся использовали импедансную спектроскопию для измерения ионной проводимости. Процесс включал различные методики и оборудование, такие как сканирующая электронная микроскопия и дифференциальная сканирующая калориметрия.

На финальной защите школьники продемонстрировали свои натрий-ионные аккумуляторы, подключив к ним светодиоды и гирлянды во время фестиваля проектов в “Сириусе”.