חברות רכב שונות נערכות למעבר מעירה בעירה פנימית (IC) רכבי מנוע לכלי רכב חשמליים. עם זאת, עקב עלות גבוהה יותר, רכבים חשמליים אינם נגישים לצרכנים באותה קלות; לפיכך, כמה ממשלות מסבסדות רכבים חשמליים לקידום מכירות. כדי שעלויות ה- EV יתמודדו עם רכבי מנוע ה- IC, הסוללות שלהן, המהוות כ -30% מעלותן, חייבות להיות חסכוניות יותר מכלי רכב מבוססי IC.
מכון קוריאה למדע ו טכנולוגיה (KIST) הודיעה במרכז לחקר אחסון אנרגיה שפיתחה חומר אנודה חדשני, בעל ביצועים גבוהים וחסכוני לשימוש בסוללות משניות של נתרן-יון, שהן חסכוניות יותר מסוללות ליתיום-יון. חומר חדשני זה יכול לאחסן פי 1.5 יותר חשמל מאנודת הגרפיט המשמשת בסוללות ליתיום-יון מסחריות והביצועים שלו אינם מתכלים גם לאחר 200 מחזורים בקצבי טעינה/פריקה מהירים מאוד של 10 A/g.
נתרן נמצא יותר מפי 500 בקרום כדור הארץ מאשר ליתיום; לפיכך, סוללות נתרן יון משכו תשומת לב רבה כסוללה משנית מהדור הבא מכיוון שהיא זולה ב 40% מסוללות ליתיום יון. עם זאת, בהשוואה ליוני ליתיום, יני הנתרן הם גדולים יותר ולכן אינם ניתנים לאחסון בצורה יציבה בגרפיט ובסיליקון, המשמשים באופן נרחב כאנודות בסוללות כאלה. לפיכך, יש צורך בפיתוח חומר אנודה חדשני בעל יכולת גבוהה.
צוות המחקר של KIST השתמש במוליבדן דיסולפיד (MoS2), גופרית מתכתית שגררה עניין כמועמד לחומרי אנודה בעלי קיבולת גדולה. MoS2 יכול לאגור כמות גדולה של חשמל, אך לא ניתן להשתמש בו בגלל עמידותו החשמלית הגבוהה וחוסר היציבות המבנית המתרחשים במהלך הפעלת הסוללה. עם זאת, הצוות התגבר על בעיה זו על ידי יצירת שכבת ציפוי ננו קרמית באמצעות שמן סיליקון, שהוא חומר בעלות נמוכה וידידותית לסביבה. באמצעות תהליך פשוט של ערבוב ה- MoS2 מבשר עם שמן סיליקון וטיפול בחום בתערובת, הם יכולים לייצר מבנה הטרו יציב עם עמידות נמוכה ויציבות משופרת.
יתר על כן, הערכת התכונות האלקטרוכימיות הצביעה על כך שחומר זה יכול לאחסן באופן יציב לפחות פי שניים יותר חשמל (~ 600 מיליאמפר / שעה) ממוס2 חומר ללא ציפוי ויכול לשמור על יכולת זו גם לאחר 200 מחזורי טעינה / פריקה מהירים. ביצועים מצוינים אלה הושגו על ידי היווצרות שכבת ציפוי ננו קרמית עם קיבולת אחסון חשמלית גבוהה, המקנה מוליכות וקשיחות גבוהה ל- MoS2 משטח, וכתוצאה מכך התנגדות חשמלית נמוכה של החומר ויציבות מבנית גבוהה.
צוות החוקרים הצהיר כי הם "יכולים לפתור בהצלחה את בעיות ההתנגדות הגבוהה וחוסר היציבות המבנית של MoS2 באמצעות טכנולוגיית ייצוב פני השטח של ננו. כתוצאה מכך נוכל לפתח סוללת נתרן-יון שתוכל לאחסן כמות גדולה של חשמל. השיטה שלנו משתמשת בחומרים חסכוניים וידידותיים לסביבה, ואם היא מותאמת לייצור בקנה מידה גדול של חומרי אנודה, היא יכולה להוזיל את עלויות הייצור, ולפיכך להגביר את המסחור של סוללות נתרן-יון למכשירי אחסון חשמל בקיבולת גדולה. "