in

Cercetătorii Dezvăluie O Baterie De Sodiu-Ion Care Rivalizează Modelele Comerciale Cu Litiu-Ion

Cercetătorii Dezvăluie O Baterie De Sodiu-Ion Care Rivalizează Modelele Comerciale Cu Litiu-Ion

O mare parte din tehnologia noastră de zi cu zi se bazează pe baterii, importanța celor reîncărcabile cu litiu-ion nu poate fi supraevaluată. Dar sunt costisitoare de produs, cu materiale dificil de găsit.

Există o alternativă – bateriile cu ioni de sodiu au potențialul de a fi mai ieftine și mai ușor de produs, dacă putem trece de problema obținerii acestor baterii, precum și a tehnologiei litiu-ion pe care o folosim cu preponderență. Acum, este posibil să fim cu doar un pas uriaș mai aproape de acest obiectiv.

Cercetătorii au produs până în prezent unul dintre cele mai bune seturi de rezultate pentru o baterie cu ioni de sodiu, una care reține la fel de multă energie ca ionul de litiu și funcționează, precum și unele baterii comerciale cu litiu-ion. Este o „dezvoltare majoră” în cercetarea bateriilor cu sodiu-ion (Na-ion), spune echipa.

O zonă în care bateriile Na-Ion ar putea fi deosebit de utile este stocarea de energie pe scară largă. Pe măsură ce lumea face trecerea la energia regenerabilă, stocarea va fi din ce în ce mai importantă – și vom avea nevoie de tehnologii cu baterii, care să fie ieftine și care să fie reduse.

„Provocarea cheie este ca bateria să aibă atât o densitate ridicată de energie, cât și o durată de viață bună”, spune inginerul de materiale Junhua Song, de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley.

În acest moment, bateriile cu ioni de litiu au avantajul față de ionul de sodiu: rezistă mai mult și păstrează mai multă energie. Unul dintre motive este faptul că o mulțime de materiale potențiale utilizate pentru catod – partea bateriei care primește electronii care curg – sfârșesc cu o acumulare dăunătoare de cristale de sodiu inactive, în cele din urmă omorând transferul de energie.

Pentru a evita acest lucru, oamenii de știință au creat un catod cu oxid de metal stratificat și au dezvoltat un electrolit lichid care reținea ioni de sodiu suplimentari. Aceasta a dus la un amestec mai sărat în interiorul bateriei, o interacțiune mai bună cu catodul și nici o reţinere de cristale de sodiu.

Pe parcursul a 1.000 de cicluri, noua baterie Na-ion își păstrează încă peste 80 la sută din încărcarea sa – nu este suficient pentru a-și face drum în telefonul smartphone, dar un pas imens spre tehnologia alternativă a bateriilor și una care promite mai multe avansuri în viitor.

„Cercetările noastre au relevat corelația esențială între evoluția structurii catodice și interacțiunea suprafeței cu electrolitul”, spune omul de știință Yuehe Lin, de la Universitatea de Stat din Washington (WSU).

„Acestea sunt cele mai bune rezultate raportate vreodată pentru o baterie cu ioni de sodiu cu un catod stratificat, arătând că aceasta este o tehnologie viabilă care poate fi comparabilă cu bateriile cu litiu”.

Cercetătorii nu au terminat încă: ei spun că vor să privească mai atent interacțiunile dintre electrolit și catod și să îmbunătățească eficiența și mai departe. De asemenea, sunt dornici să elimine utilizarea cobaltului, care este un alt material care este rar și greu de obţinut, dar este frecvent utilizat în bateriile comerciale cu litiu-ion și în cele Na-ion experimentale.

În timp ce ionul de litiu domină piața în ceea ce privește telefoanele, laptopurile și mașinile electrice în acest moment, acesta are punctele slabe – nu în ultimul rând aprovizionarea scumpă a litiului. Dacă vom avea nevoie de mai multe dintre aceste baterii, este logic să avem o alternativă.

Asta nu înseamnă că inovațiile nu se pot întâmpla cu bateriile cu ioni de litiu: oamenii de știință își dau seama cum să obțină aceste baterii să dureze mai mult și să se încarce mai repede. Cu cât avem mai multe opțiuni pe masă, cu atât mai bine, fie că este vorba de litiu-ion, sodiu-ion sau altceva.

„Această lucrare deschide calea către bateriile practice de sodiu-ion, iar ideile fundamentale pe care le-am obținut despre interacțiunea catod-electrolit aruncă o lumină asupra modului în care am putea dezvolta viitoare materiale catodice fără cobalt sau cu cobalt scăzut în bateriile cu ioni de sodiu, precum și în alte tipuri de chimie pentru baterii „, spune Song.

„Dacă putem găsi alternative viabile atât pentru litiu cât și pentru cobalt, bateria de sodiu-ion ar putea fi cu adevărat competitivă cu bateriile cu litiu-ion.”

Cercetarea a fost publicată în ACS Energy Letters.

Report

Ce părere ai?

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Câinele Dvs. Vrea Într-adevăr Să Vă Salveze, Spun Cercetătorii

Câinele Dvs. Vrea Într-adevăr Să Vă Salveze, Spun Cercetătorii

Pierderea În Greutate: De Ce Ultimele Kilograme Sunt Cel Mai Greu De Pierdut, Potrivit Științei

Pierderea În Greutate: De Ce Ultimele Kilograme Sunt Cel Mai Greu De Pierdut, Potrivit Științei