Ruski su znanstvenici uspjeli otkriti kako anoda djeluje u novim natrij-ionskim baterijama

Zajednička skupina znanstvenika s Moskovskog državnog sveučilišta i Skoltecha izvela je složen rad i točno identificirala sve procese koji su u središtu su rada najperspektivnije nove klase kemijskih hranjivih tvari - natrijevih iona Baterija.

Ove nove baterije smatraju se najperspektivnijima i evo zašto.

Zašto tražite zamjenu za litij-ionsku bateriju

Za početak želim reći nekoliko riječi zašto svi toliko aktivno traže zamjenu za litij-ionske baterije. Trenutno se litij-ionske baterije koriste gotovo svugdje, od najmanjih naprava do velikih elektrana.

Potreba za baterijama raste svake godine i upravo u tome leži glavni nedostatak litij-ionskih baterija. Stvar je u tome što su rezerve litija izuzetno ograničene i troškovi njegove proizvodnje neprestano rastu.

Iz tog razloga znanstvene skupine širom svijeta traže odgovarajuću zamjenu za litij u smislu cijene i učinkovitosti.

Jedna od obećavajućih mogućnosti zamjene su natrij-ionske baterije.

Ono što su znanstvenici predložili

Donesena je odluka da se koristi natrij. Doista, što se tiče distribucije, to je šesti element na Zemlji, a natrijeve soli dvostruko su skuplje od litijevih soli. Uz to, kemijska svojstva natrija slična su svojstvima litija.

Glavni problem natrijevih ionskih baterija bila je anoda. Kao što znate, u litijevim baterijama izrađen je od grafita, ali apsolutno nije prikladan za natrijeve baterije.

To je zato što ugljični šesterokuti ne odgovaraju veličini natrijevih kationova i, prema tome, ne dolazi do interkalacije.

U stvari, jedini prikladni materijal za anodu u natrijevim baterijama je takozvani "čvrsti ugljik". Ovo nije ništa drugo do nesređena formacija savijenih slojeva grafita.

Upravo je taj materijal mogao akumulirati takvu količinu natrija, koja je usporediva s grafitom u litijevom sustavu.

Jedina je kvaka bila u tome što do sada nitko nije točno znao kako se odvija postupak skladištenja natrija u čvrstom ugljiku. Provedena znanstvena ispitivanja omogućila su utvrditi da se glavni naboj "čvrstog ugljika" akumulira mehanizmom interkalacije.

Za referencu. Interkalacija je reverzibilna inkorporacija iona u međuslojni prostor unutar kristalne rešetke krutine.

Baš kao što znanstvenici primjećuju, nisu samo uspjeli razumjeti princip akumulacije, već su naučili i kako stvoriti "čvrsti ugljik" kapaciteta 300 mAh / g. A ovaj pokazatelj ni na koji način nije lošiji od grafita u litij-ionskim baterijama

Ti će podaci, zajedno s novom predloženom metodom za proizvodnju novih anoda, značajno približiti komercijalnu uporabu novih vrsta baterija. I, možda ćemo uskoro na policama vidjeti dostojne konkurente s litij-ionskim baterijama.

Članak mi se svidio, a zatim stavimo palčeve i obavezno se pretplatimo.