Внутри каждой микроскопической частицы, образующей катод натрий-ионного аккумулятора, натрий распределён неравномерно: словно сахар в чае, сбившийся в комки, его концентрация варьируется от участка к участку. Эта неоднородность — мера беспорядка в распределении ионов — напрямую снижает ёмкость и срок службы батареи. Чтобы визуализировать скрытый ландшафт, исследователи применили рентгеновскую микроскопию — метод, позволяющий заглянуть в структуру вещества через взаимодействие рентгеновских лучей с атомами, — и обучили искусственный интеллект интерпретировать получаемые спектроскопические данные. ИИ, подобно картографу, нанёс на карту каждый участок с аномалией концентрации, выделив своеобразные «горы» и «долины» натрия.
Итоговая цветовая карта, построенная на основе фотометрического анализа, впервые показала, что происходит на границах этих зон: резкие перепады концентрации создают внутренние барьеры, мешающие равномерному движению ионов. Такой подход, раскрывающий механизмы неоднородности, позволит проектировать аккумуляторы из доступной поваренной соли — без дорогого лития.
Натрий содержится в обычной поваренной соли и доступен практически в неограниченных количествах — в отличие от дефицитного лития.