Нова методика стабілізує метастабільну форму електроліту натрію, що дозволяє акумуляторам натрію в цілодоподібному стані підтримувати продуктивність навіть при температурі.
Акумулятори з сулід-державою вважаються безпечним та потужним варіантом для запуску електромобілів, електроніки та навіть зберігання енергії в мережі живлення. Однак виробництво їх значною мірою покладається на літію, метал, який дорогий, важкий для джерела та пошкоджує навколишнє середовище, коли видобуває.
Натрій пропонує дешевшу, більш рясну та менш шкідливу альтернативу, але акумулятори на основі натрію на основі натрію намагалися ефективно працювати при кімнатній температурі.
“Це не питання натрію проти літію. Нам потрібні обидва. Коли ми думаємо про завтрашні розчини для зберігання енергії, ми повинні уявити, що однакові гігафакторії можуть виробляти продукти на основі як літієвих, так і хімічних сил натрію”, – сказав Ю. Ширлі Менг, професор сім’ї Лів в молекулярному інженерії в Пріхіка -Пріцкерській школі молекулярного інженерії (UChicagago). “Це нове дослідження наближає нас до цієї кінцевої мети, просуваючи базову науку на цьому шляху”.
Лабораторія Менга нещодавно опублікувала висновки в Джоуле що вирішує це завдання. Дослідження демонструє значний крок вперед, показуючи, що акумулятори на основі натрію з товстими катодами можуть підтримувати сильну продуктивність при кімнатній температурі і навіть нижче замерзання.
Дослідження допомагає поставити натрію на більш рівні ігрові умови з літієм для електрохімічних показників, заявив перший автор Сем О з Інституту досліджень та інженерії матеріалів A*Star в Сінгапурі, відвідуючий науковець Менг -лабораторії для зберігання енергії та перетворення під час досліджень.
Як вони досягли цієї мети, являє собою прогрес у чистій науці.
“Прорив, який ми маємо, полягає в тому, що ми насправді стабілізуємо метастабільну структуру, про яку не повідомлялося”, – сказав О. “Ця метастабільна структура гідродоборації натрію має дуже високу іонну провідність, щонайменше на один порядок вище, ніж у літературі, і на три -чотири порядки вище, ніж сам попередник”.
Встановлена техніка, нове поле
Команда нагріла метастабільну форму гідродоборації натрію до того моменту, коли вона почала кристалізуватися, а потім швидко охолодила його, щоб стабілізувати кристалічну структуру кінетично. Це добре встановлена техніка, але та, яка раніше не застосовувалася до твердих електролітів, сказав О, сказав.
Це знайомство могло б допомогти перетворити цю лабораторну інновацію на продукт у реальному світі.
“Оскільки ця методика встановлена, ми можемо краще збільшити масштаб у майбутньому”, – сказав О. “Якщо ви пропонуєте щось нове або якщо є потреба змінити або встановити процеси, то галузь буде більш неохоче приймати це”.
Парування цієї метастабільної фази з катодом типу O3, який був покритий суцільним електролітом на основі хлориду, може створювати густі катоди з високим вмістом, що ставить цю нову конструкцію за межі попередніх акумуляторів натрію. На відміну від стратегій дизайну з тонким катодом, цей густий катод упакував би менше неактивних матеріалів та більше катода “м’ясо”.
“Чим товщі катод, теоретична щільність енергії акумулятора – кількість енергії, що утримується в певній області, покращується”, – сказав О.
Поточне дослідження просуває натрій як життєздатну альтернативу для акумуляторів, життєво важливий крок для боротьби з рідкістю та пошкодженням навколишнього середовища літію. Це один із багатьох кроків попереду.
“Це ще довга дорога, але те, що ми зробили з цим дослідженням, допоможе відкрити цю можливість”, – сказав О.
Довідка: “Метастаційні натрію Клово-гідриддоборали для акумуляторів із загально твердої державі з товстими катодами” Джина А. Сем О, Зіхан Ю, Чен-Джуй Хуанг, Філіпп Рідлі, Алекс Лю, Тяньрен Чжан, Бінг Джо Хван, Кент Дж. Джоуле.
Doi: 10.1016/j.joule.2025.102130
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня ScitechDaily.
Слідкуйте за нами в Google, Discover та News.
