Изготовители батарей смартфонов могут использовать натрий вместо лития

Международная команда ученых из НИТУ МИСиС, ИБХФ РАН, Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф придумала, как можно заменить литий на натрий в аккумуляторных батареях. Ученые, руководителем которых выступал профессор Аркадий Крашенинников из Центра Дрезден-Россендорф, уверены, что не уступая литий-ионным по емкости, натриевые батареи окажутся существенно дешевле. Соответствующую научную статью можно найти в журнале Nano Energy

Захар Попов (слева) и Илья Чепкасов (справа) обсуждают график энергоемкость и смоделированного образца в зависимости от используемого щелочного металла.

Конечно, речь не идет о замене одного вещества в современном аккумуляторе на другое. Натрий в аккумуляторах эффективно работает, если уложить его в них особым образом. Например, чтобы добиться той же емкости энергии, что у графенового анода в Li-Ion аккумуляторе, то есть порядка 372 мАч/грамм, нужно между слоями графена уложить два слоя атомов натрия. Пока что ученым удалось добиться от натриевого анода показателя в 335 мАч/г, но в теории можно получить от натриевого аккумулятора даже больше энергии, чем от литиевого.

Зачем менять казалось бы "шило на мыло"?

Дело в том, что запасы лития на планете считаются весьма ограниченными, этот металл быстро дорожает, а его разведанные запасы уменьшаются. С натрием ситуация совсем иная, обычная поваренная соль наполовину состоит из этого элемента.


Правильно расположить натрий в аноде можно, например, заставив переходить атомы заготовки из металлического натрия в пространство между двумя листами графена. Такой переход возможен, если приложить достаточно высокое напряжение - процесс похож на зарядку аккумулятора. В итоге формируется сэндвич: слой углерода, два слоя натрия, слой углерода.

Интересно, что если возрастает число слоев лития в аноде, то стабильность такой многослойной структуры снижается, а вот при росте числа слоев натрия, она, напротив, растет.

Пока что все эти результаты и заключения основаны на результатах компьютерной симуляции. Коллегам из Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф предстоит заняться созданием экспериментального образца и его изучением в истории лаборатории. Как ни жаль, но до возможности практического использования изобретения пока что остаются годы, если человечество вообще когда-либо перейдет к натриевым аккумуляторам.

---

@RUSmicro - новости микроэлектроники для вас

Комментариев нет:

Отправка комментария

Подписывайтесь на мой Youtube-канал

и на мой Telegram-канал

Популярные сообщения