Исследователи разработали новый technology это может позволить заменить литиевые батареи более экологичными альтернативами.
Команда Имперского колледжа Лондона создала технологию, которая может сделать возможным переход от литий-ионной к натриево-ионной батарее. Получая уголь из лигнина, побочного продукта бумажной промышленности, исследователи повысили удельную энергию, надежность и безопасность натриево-ионных аккумуляторов.
Замена литий-ионных батарей
Литий-ионные батареи обычно используются во многих электрических устройствах, но мировые ресурсы лития стремительно сокращаются, а добыча полезных ископаемых создает большой углеродный след. Натрий-ионные аккумуляторы могут предложить экологически безопасную альтернативу, которая, в случае оптимизации, может использоваться в электромобилях. Однако современные модели еще не соответствуют литиевой энергоемкости и создают определенные риски для безопасности.
Ключ к повышению энергоемкости батарей лежит в материале и конструкции анодов, которые обеспечивают функцию накопления энергии. Несмотря на их сверхвысокую теоретическую емкость, необходимы дальнейшие исследования, чтобы раскрыть потенциал батарей, изготовленных с металлическими натриевыми анодами, и устранить риски, связанные с высокореактивной природой этого материала.
Группа Titirici из Департамента химического машиностроения взялась за эту задачу и разработала решение, заменив объемные металлы в натриевых батареях на угольные маты на основе лигнина, осажденные натрием.
Приятно видеть новые возможности использования лигнина в секторе аккумуляторных батарей и его потенциал для разработки новых натриевых технологий, которые могут произвести революцию в секторе электромобилей за счет создания высокопроизводительных, безопасных и более экологичных аккумуляторов.
Прядение паутины
В этом исследовании маты из лигнина производились с использованием процесса, известного как «электроспиннинг», при котором волокна лигнина прядут аналогично тому, как пауки прядут свои сети в природе. Затем волокна были карбонизированы, что привело к появлению многочисленных дефектов в структуре материала. Эти дефекты способствуют равномерному и стабильному отложению металлического натрия, элемента, отвечающего за накопление энергии, что приводит к увеличению энергоемкости.
Комбинируя металлический натрий со специально подобранным углеродом на основе лигнина, преимущества энергоемкости сохраняются и используются, в то время как риски безопасности, связанные с накоплением дендритов, которые вызывают короткое замыкание батарей, уменьшаются.
Этот процесс также требует меньше тепла для карбонизации лигнина, чем другие методы, что еще больше снижает углеродный след производственного процесса.
Следующие шаги
Натрий-ионные батареи показали огромные перспективы в области энергетики, но их ограниченная энергоемкость до сих пор ограничивала их широкое распространение. Эта новая технология может позволить им заменить Литий-ионный аккумуляторы в гораздо более широком масштабе, чем это возможно в настоящее время, и могут использоваться в таких крупных продуктах, как электромобили.
Теперь команда продолжит отладку технологии, экспериментируя с различными типами клеток и проводя дальнейшие эксперименты.
ЭЛЕ Таймс
-
ЭЛЕ Таймсhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsInfineon поддерживает развитие экосистемы в экологически чистом сельском хозяйстве в сотрудничестве с Invest India в решении проблемы проектирования приводов для солнечных насосов
-
ЭЛЕ Таймсhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsInbase выпускает умные часы Urban Lite Z с 1.75-дюймовым дисплеем IPS
-
ЭЛЕ Таймсhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsSTMicroelectronics сотрудничает с Eyeris по интеграции Global-Shutter датчик Решение для автомобильного мониторинга в салоне
-
ЭЛЕ Таймсhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsКонфиденциальность файлов Chipmaker GlobalFoundries для IPO в США: источники