Sukurtas stabilus natrio jonų akumuliatorius su kietu elektrolitu ()
Sukurtas naujas kietas elektrolitas iš borovandenilio, skirtas natrio jonų akumuliatoriams. Jį panaudoję, mokslininkai iš Šveicarijos sukūrė itin stabilų kietą 3V įtampos akumuliatorių, rašoma Energy & Environmental Science publikuotame straipsnyje.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Daugumoje šiuolaikinių prietaisų, – išmaniuosiuose telefonuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose ir netgi elektromobiliuose – energijos kaupimui naudojami ličio jonų akumuliatoriai. Jų populiarumą lemia didelė energijos talpa. Tačiau mokslininkai nagrinėja ir akumuliatorių gamybą iš kitų medžiagų. Viena iš perspektyviausių – daug pigesnis natris.
Natrio jonų akumuliatorių ir ličio jonų akumuliatorių sandara iš esmės vienoda. Juose yra anodas ir katodas, atskirtas elektrolitu, per kurį juda metalo (ličio ar natrio) jonai. Akumuliatoriui išsikraunant, metalo jonai juda link katodo, o elektronai – link anodo. Akumuliatorius įkraunant, procesai vyksta priešinga kryptimi. Tokių akumuliatorių problema – metalas ant elektrodo gali nusėsti netolygiai ir susidaryti dendritai — medžius primenančios kristalinės ataugos. Dendritai gali pažeisti anodą nuo katodo skiriantį separatorių, ir taip sukelti trumpąjį sujungimą, dėl kurio akumuliatorius gali užsidegti ar net sprogti.
Mokslininkai šią problemą visaip stengiasi išspręsti, taip pat ir akumuliatoriais, kuriuose elektrolitas trukdo susiformuoti dendritams. Šveicarijos federalinio medžiagų ir technologijų tyrimų instituto (Empa) mokslininkai, vadovaujami Arndto Remhofo, nusprendė suderinti natrio jonų akumuliatorių žaliavos pigumą ir kietųjų elektrolitų saugumą. Jie sukūrė naują, gerai natrio jonus praleidžiantį elektrolitą iš klozoborato (closo-borate) Na2(B12H12)0.5(B10H10)0.5.
Panaudodami jį, mokslininkai surinko akumuliatorių, kuriame anodas iš natrio, o katodas iš NaCrO2. Tam jie supresavo elektrolito miltelius ir katodo miltelius, į kuriuos iš anksto buvo pridėta šiek tiek Na2(B12H12)0.5(B10H10)0.5. Prie gautos medžiagos jie pritaisė natrio foliją ir surinko akumuliatoriaus gardelę. Tyrėjai išbandė jos elektrochemines savybes ir išsiaiškino, kad įtampa yra 3 voltai, o talpa ~85 mAh/g. Akumuliatorius po 250 įkrovimo-iškrovimo ciklų penkių valandų iškrovos režimu (C/5) išlaikė ~80 % talpos.
2015 metais JAV fizikai sukūrė stabilesnį katodą natrio jonų akumuliatoriams iš eldefelito, o neseniai kita amerikiečių mokslininkų grupė sukūrė tokio tipo akumuliatoriams katodą, kurį naudojant, galima pasiekti talpą, panašią į ličio jonų akumuliatorių, tik daug pigiau pagaminamus. Tyrėjai neseniai taip pat pasiūlė naują kovos su dendritų susidarymu ličio jonų akumuliatoriuose metodą — pridėti į jų elektrolitus nanodeimantų – susidaro gerokai daugiau dendritų augimo taškų, ir taip užtikrinamas tolygus metalo nusėdimas.
G. Kopijev
nplus1.ru