Rosyjskim naukowcom udało się dowiedzieć, jak działa anoda w nowych akumulatorach sodowo-jonowych

Wspólna grupa naukowców z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego i Skoltech wykonała trudną pracę i precyzyjnie zidentyfikowała wszystkie procesy, które się tym zajmowały leżą u podstaw pracy najbardziej obiecującej nowej klasy chemicznych składników odżywczych - jonu sodu Bateria.

Te nowe baterie są uważane za najbardziej obiecujące i oto dlaczego.

Dlaczego szukasz zamiennika baterii litowo-jonowej

Na początek chcę powiedzieć kilka słów, dlaczego wszyscy tak aktywnie poszukują zamiennika akumulatorów litowo-jonowych. W tej chwili akumulatory litowo-jonowe są używane prawie wszędzie, od najmniejszych gadżetów po duże elektrownie.

Zapotrzebowanie na baterie rośnie z każdym rokiem i na tym polega główna wada baterii litowo-jonowych. Chodzi o to, że zasoby litu są niezwykle ograniczone, a koszt jego produkcji stale rośnie.

Z tego powodu grupy naukowe na całym świecie szukają odpowiedniego zamiennika litu pod względem kosztów i wydajności.

Jedną z obiecujących opcji wymiany są akumulatory sodowo-jonowe.

Co zasugerowali naukowcy

Podjęto decyzję o zastosowaniu sodu. Rzeczywiście, pod względem dystrybucji jest szóstym pierwiastkiem na Ziemi, a sole sodu są dwa razy droższe niż sole litu. Ponadto właściwości chemiczne sodu są podobne do właściwości litu.

Głównym problemem z akumulatorami sodowymi była anoda. Jak wiadomo, w bateriach litowych jest wykonany z grafitu, ale absolutnie nie nadaje się do baterii sodowych.

Dzieje się tak, ponieważ sześciokąty węgla nie odpowiadają wielkości kationów sodu, a zatem nie zachodzi interkalacja.

W rzeczywistości jedynym odpowiednim materiałem na anodę w akumulatorach sodowych jest tak zwany „węgiel stały”. To nic innego jak nieuporządkowana formacja zgiętych warstw grafitu.

To właśnie ten materiał był w stanie zgromadzić taką ilość sodu, która jest porównywalna z grafitem w układzie litowym.

Jedynym haczykiem było to, że do tej pory nikt nie wiedział dokładnie, jak przebiega proces przechowywania sodu w stałym węglu. Przeprowadzone badania naukowe pozwoliły ustalić, że główny ładunek „węgla stałego” gromadzi się poprzez mechanizm interkalacji.

Na przykład. Interkalacja to odwracalna inkorporacja jonów do przestrzeni międzywarstwowej w sieci krystalicznej ciała stałego.

Jak zauważają naukowcy, nie tylko udało im się zrozumieć zasadę akumulacji, ale także nauczyli się tworzyć „stały węgiel” o pojemności 300 mAh / g. I ten wskaźnik w niczym nie ustępuje grafitowi w akumulatorach litowo-jonowych

Dane te, wraz z proponowaną nową metodą produkcji nowych anod, w znaczący sposób przybliżą komercyjne zastosowanie nowych typów baterii. I być może wkrótce zobaczymy na półkach godnych konkurentów z akumulatorami litowo-jonowymi.

Podobał mi się artykuł, więc podnieśliśmy kciuki i koniecznie subskrybuj.