Çeşitli otomobil şirketleri içten yanmalı sistemden geçişe hazırlanıyor (IC) motorlu araçlardan elektrikli araçlara (EV'ler). Ancak yüksek maliyet nedeniyle elektrikli araçlara tüketiciler o kadar kolay erişemiyor; bu nedenle birçok hükümet satışları teşvik etmek için elektrikli araçları sübvanse ediyor. EV maliyetlerinin IC motorlu araçlarla rekabet edebilmesi için, maliyetlerin yaklaşık %30'unu oluşturan bataryalarının IC tabanlı araçlara göre daha ekonomik olması gerekiyor.
Kore Bilim Enstitüsü ve Teknoloji (KIST), Enerji Depolama Araştırma Merkezi'nde, lityum iyon pillerden daha uygun maliyetli olan sodyum iyon ikincil pillerde kullanılmak üzere yeni, yüksek performanslı, ekonomik bir anot malzemesi geliştirdiğini duyurdu. Bu yeni malzeme, ticari lityum iyon pillerde kullanılan grafit anottan 1.5 kat daha fazla elektrik depolayabiliyor ve performansı, 200 A/g gibi çok hızlı şarj/deşarj oranlarında 10 döngüden sonra bile düşmüyor.
Sodyum, Yerkabuğunda lityumdan 500 kat daha fazla miktarda bulunur; bu nedenle sodyum iyon piller, lityum iyon pillerden %40 daha ucuz olduğu için yeni nesil ikincil pil olarak büyük ilgi gördü. Bununla birlikte, lityum iyonları ile karşılaştırıldığında, sodyum iyonları daha büyüktür ve bu nedenle, bu tür pillerde anot olarak yaygın olarak kullanılan grafit ve silikonda kararlı bir şekilde depolanamaz. Bu nedenle, yeni, yüksek kapasiteli bir anot malzemesinin geliştirilmesi gerekmektedir.
KIST araştırma ekibi molibden disülfit (MoS2), büyük kapasiteli anot malzemelerine aday olarak ilgi toplayan bir metal sülfür. MoS2 büyük miktarda elektrik depolayabiliyor ancak yüksek elektrik direnci ve pilin çalışması sırasında ortaya çıkan yapısal dengesizlik nedeniyle kullanılamıyor. Ancak ekip, düşük maliyetli, çevre dostu bir malzeme olan silikon yağı kullanarak seramik nano kaplama katmanı oluşturarak bu sorunun üstesinden geldi. MoS'yi karıştırmanın basit süreci sayesinde2 öncüsünün silikon yağı ile karıştırılması ve karışımın ısıl işleme tabi tutulması, düşük dirençli ve arttırılmış stabiliteye sahip stabil bir heteroyapı üretebilirler.
Ayrıca, elektrokimyasal özelliklerin değerlendirilmesi, bu malzemenin MoS600'den en az iki kat daha fazla elektriği (~XNUMX mAh/g) stabil olarak depolayabildiğini gösterdi.2 kaplamasız malzeme ve 200 hızlı şarj/deşarj döngüsünden sonra bile bu kapasiteyi koruyabiliyor. Bu mükemmel performans, MoSXNUMX'ye yüksek iletkenlik ve sertlik kazandıran, yüksek elektrik depolama kapasitesine sahip seramik nano kaplama katmanının oluşturulmasıyla elde edildi.2 yüzey, malzemenin düşük elektrik direncine ve yüksek yapısal stabiliteye neden olur.
Araştırma ekibi, "MoS'nin yüksek direnç ve yapısal kararsızlık sorunlarını başarıyla çözebileceklerini" belirtti.2 nano kaplama yüzey stabilizasyon teknolojisi sayesinde. Sonuç olarak, büyük miktarda elektriği istikrarlı bir şekilde depolayabilen bir sodyum iyon pil geliştirebiliriz. Yöntemimiz uygun maliyetli, çevre dostu malzemeler kullanıyor ve eğer anot malzemelerinin büyük ölçekli üretimine uyarlanırsa üretim maliyetlerini düşürebilir ve dolayısıyla büyük kapasiteli güç depolama cihazları için sodyum iyon pillerin ticarileşmesini artırabilir."