# Инженеры настроили нанопоры твердого углерода для натрий-ионных аккумуляторов

- Опубликовано: 2026-11-07 03:45 UTC
- Раздел: Тяга и энергия › Батареи
- Теги: натрий ионный аккумулятор, твердый углерод, анодные материалы, лигнин, деградация батарей, быстрая зарядка
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-e9fc7e16d022cfabe355d841_inzhenery_nastroili_nanopory/

**Ученые синтезировали аноды из лигнина с порами диаметром 1,5 нанометра, ускорив перенос заряда и диффузию ионов натрия.**

![Engineers tune hard carbon nanopores to boost sodium-ion battery kinetics](https://realtech.media/media/2026/11/d011b31d47c414fb.jpg)
*Altynay N Zhumabekova, Wikimedia Commons, CC BY 4.0*

Исследователи из Гуандунского технологического университета установили взаимосвязь между пористой структурой анодов из твердого углерода и кинетикой накопления ионов натрия, сообщает публикация на dx.doi.org. Путем модификации лигниновых прекурсоров авторы создали серию углеродных материалов с заданными параметрами пор для оценки их влияния на скорость заряда и стабильность электродов [1].

В ходе экспериментов исходные вещества — щелочной лигнин, фенольная смола, лигнин-фенольная смола и лигносульфонат натрия — карбонизировали с получением пор диаметром от 1,5 до примерно 2 нм. Материалы с меньшим диаметром закрытых пор (около 1,5 нм) и их повышенной плотностью продемонстрировали сниженную энергию образования натриевых кластеров, ускоренный перенос заряда и разветвленную диффузионную сеть. Эти свойства обеспечили сохранение емкости и стабильную кинетику процесса при пониженных температурах эксплуатации [1].

## Геометрия нанопор и формирование кластеров

Механизм накопления натрия авторы исследовали с помощью малоуглового рентгеновского рассеяния и теоретических расчетов. В области плато разрядного потенциала ионы натрия осаждаются внутри закрытых пор, формируя металлические кластеры. В порах малого размера сопротивление переносу заряда снижается, а коэффициент диффузии ионов натрия оказывается выше, чем в материалах с более крупными пустотами [1].

В углеродных матрицах с диаметром пор от 1,7 до 2 нм образуются более крупные кластеры, требующие повышенных энергетических затрат. При повышенной плотности тока электрохимическая поляризация в крупнопористых структурах смещает потенциал образования натриевых кластеров ближе к 0 В, что стимулирует нежелательное осаждение металлического натрия [1].

## Деградация электродов при циклировании

Анализ показал, что графеновые нанодомены твердого углерода с высокой долей углерода в sp3-гибридизации и крупными порами разрушаются при циклическом заряде высокими токами. В результате нарушается упорядоченность графеновых слоев, уменьшается объем доступных пор и ускоряется деградация емкости в области потенциального плато [1].

Дезорганизация слоев затрудняет межслойную диффузию ионов натрия. Рост диффузионного сопротивления дополнительно снижает потенциал формирования кластеров, повышая вероятность образования дендритов натрия, способных вызвать короткое замыкание [1].

## Источники

1. [dx.doi.org](http://dx.doi.org/10.1007/s11426-026-3613-7)
2. [EurekAlert](https://www.eurekalert.org/news-releases/1150912)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-e9fc7e16d022cfabe355d841_inzhenery_nastroili_nanopory/