Ρώσοι επιστήμονες κατάφεραν να ανακαλύψουν πώς λειτουργεί η άνοδος σε νέες μπαταρίες ιόντων νατρίου

Μια κοινή ομάδα επιστημόνων από το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας και το Skoltech πραγματοποίησαν δύσκολη δουλειά και εντόπισαν με ακρίβεια όλες τις διαδικασίες που βρίσκονται στο επίκεντρο του έργου της πιο πολλά υποσχόμενης νέας κατηγορίας χημικών θρεπτικών συστατικών - ιόντων νατρίου Μπαταρία.

Αυτές οι νέες μπαταρίες θεωρούνται οι πιο ελπιδοφόρες και για αυτό το λόγο.

Γιατί ψάχνετε για αντικατάσταση μπαταρίας ιόντων λιθίου

Καταρχάς, θέλω να πω λίγα λόγια γιατί όλοι ψάχνουν τόσο ενεργά για αντικατάσταση μπαταριών ιόντων λιθίου. Προς το παρόν, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται σχεδόν παντού, από τις μικρότερες συσκευές έως τις μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας.

Η ανάγκη για μπαταρίες αυξάνεται κάθε χρόνο και εδώ βρίσκεται το κύριο μειονέκτημα των μπαταριών ιόντων λιθίου. Το θέμα είναι ότι τα αποθέματα λιθίου είναι εξαιρετικά περιορισμένα και το κόστος παραγωγής του αυξάνεται συνεχώς.

Γι 'αυτόν τον λόγο οι επιστημονικές ομάδες σε όλο τον κόσμο αναζητούν την κατάλληλη αντικατάσταση για το λίθιο όσον αφορά το κόστος και την αποτελεσματικότητα.

Μία από τις πολλά υποσχόμενες επιλογές αντικατάστασης είναι οι μπαταρίες ιόντων νατρίου.

Τι πρότειναν οι επιστήμονες

Η απόφαση ελήφθη για χρήση νατρίου. Πράγματι, όσον αφορά τη διανομή, είναι το έκτο στοιχείο στη Γη και τα άλατα νατρίου είναι διπλάσια από τα άλατα λιθίου. Εκτός αυτού, οι χημικές ιδιότητες του νατρίου είναι παρόμοιες με αυτές του λιθίου.

Το κύριο πρόβλημα με τις μπαταρίες ιόντων νατρίου ήταν η άνοδος. Όπως γνωρίζετε, στις μπαταρίες λιθίου κατασκευάζεται από γραφίτη, αλλά δεν είναι απολύτως κατάλληλο για μπαταρίες νατρίου.

Αυτό συμβαίνει επειδή τα εξάγωνα άνθρακα δεν αντιστοιχούν στο μέγεθος των κατιόντων νατρίου και, επομένως, δεν συμβαίνει παρεμβολή.

Στην πραγματικότητα, το μόνο κατάλληλο υλικό για την άνοδο στις μπαταρίες νατρίου είναι ο λεγόμενος "στερεός άνθρακας". Αυτό δεν είναι τίποτα περισσότερο από έναν άτακτο σχηματισμό λυγισμένων στρωμάτων γραφίτη.

Ήταν αυτό το υλικό που μπόρεσε να συσσωρεύσει μια τέτοια ποσότητα νατρίου, η οποία είναι συγκρίσιμη με τον γραφίτη στο σύστημα λιθίου.

Το μόνο αλίευμα ήταν ότι μέχρι τώρα κανείς δεν ήξερε ακριβώς πώς γίνεται η διαδικασία αποθήκευσης νατρίου σε στερεό άνθρακα. Οι διεξαγόμενες επιστημονικές δοκιμές κατέστησαν δυνατή τη διαπίστωση ότι το κύριο φορτίο του "στερεού άνθρακα" συσσωρεύεται μέσω του μηχανισμού παρεμβολής.

Για αναφορά. Η παρεμβολή είναι η αναστρέψιμη ενσωμάτωση ιόντων στον χώρο μεμβράνης εντός του κρυσταλλικού πλέγματος ενός στερεού.

Όπως σημειώνουν οι επιστήμονες, όχι μόνο κατάφεραν να κατανοήσουν την αρχή της συσσώρευσης, αλλά επίσης έμαθαν πώς να δημιουργούν "στερεό άνθρακα" με χωρητικότητα 300 mAh / g. Και αυτός ο δείκτης δεν είναι καθόλου κατώτερος από τον γραφίτη στις μπαταρίες ιόντων λιθίου

Αυτά τα δεδομένα, μαζί με τη νέα προτεινόμενη μέθοδο για την παραγωγή νέων ανόδων, θα φέρουν σημαντικά την εμπορική χρήση νέων τύπων μπαταριών. Και, ίσως, σύντομα θα δούμε αξιόλογους ανταγωνιστές με μπαταρίες ιόντων λιθίου στα ράφια.

Μου άρεσε το άρθρο και μετά σηκώσαμε τους αντίχειρές μας και φροντίστε να εγγραφείτε.