Các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp mới công nghệ điều đó có thể cho phép thay thế pin lithium bằng các lựa chọn thay thế bền vững hơn.
Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Imperial College London đã tạo ra một công nghệ có thể cho phép chuyển đổi từ pin lithium-ion sang pin natri-ion. Bằng cách điều chế cacbon từ lignin, một phụ phẩm phế thải của ngành công nghiệp giấy, các nhà nghiên cứu đã cải thiện mật độ năng lượng, tính bền vững và an toàn của pin natri-ion.
Thay pin lithium-ion
Pin Lithium-ion được sử dụng phổ biến trong nhiều thiết bị điện, nhưng nguồn lithium toàn cầu đang suy giảm nhanh chóng và các hoạt động khai thác tạo ra một lượng lớn khí thải carbon. Pin natri-ion có thể cung cấp một giải pháp thay thế bền vững, nếu được tối ưu hóa, có thể được sử dụng trong xe điện. Tuy nhiên, các mô hình hiện tại vẫn chưa phù hợp với khả năng năng lượng của lithium và gây ra một số rủi ro về an toàn.
Chìa khóa để cải thiện dung lượng năng lượng trong pin nằm ở chất liệu và thiết kế của các cực dương, cung cấp chức năng lưu trữ năng lượng. Mặc dù dung lượng lý thuyết cực cao của chúng, vẫn cần nghiên cứu sâu hơn để khám phá tiềm năng của pin làm bằng cực dương natri kim loại và giải quyết những rủi ro do tính chất phản ứng cao của vật liệu này gây ra.
Nhóm Titirici tại Khoa Kỹ thuật Hóa học đã chấp nhận thách thức này và phát triển một giải pháp bằng cách thay thế các kim loại lớn trong pin natri bằng các tấm thảm cacbon có nguồn gốc lignin lắng đọng natri.
Thật thú vị khi thấy những cơ hội mới để sử dụng lignin trong lĩnh vực pin và tiềm năng phát triển các công nghệ mới dựa trên natri, có thể cách mạng hóa lĩnh vực xe điện bằng cách tạo ra pin hiệu suất cao, an toàn và bền vững hơn.
Quay web
Trong nghiên cứu này, thảm lignin được sản xuất bằng quy trình được gọi là 'quay điện', nơi các sợi lignin được quay theo cách tương tự như cách nhện quay mạng trong tự nhiên. Các sợi sau đó được cacbon hóa để tạo ra nhiều khuyết tật trong cấu trúc vật liệu. Những khuyết tật này hỗ trợ sự lắng đọng đều và ổn định của natri kim loại, nguyên tố chịu trách nhiệm lưu trữ năng lượng, dẫn đến công suất năng lượng tăng lên.
Bằng cách kết hợp natri kim loại với cacbon dựa trên lignin được điều chỉnh đặc biệt, các lợi ích về dung lượng năng lượng được giữ lại và sử dụng trong khi các rủi ro về an toàn liên quan đến sự tích tụ dendrite - nguyên nhân gây đoản mạch cho pin - được giảm bớt.
Quá trình này cũng cần ít nhiệt hơn để cacbon hóa lignin so với các phương pháp khác, điều này giúp giảm lượng khí thải cacbon trong quá trình sản xuất.
Các bước tiếp theo
Pin natri-ion đã cho thấy nhiều hứa hẹn trong lĩnh vực năng lượng, nhưng dung lượng năng lượng hạn chế của chúng cho đến nay đã hạn chế sự hấp thụ rộng rãi của chúng. Công nghệ mới này có thể cho phép chúng thay thế ion-ion pin ở quy mô rộng hơn nhiều so với hiện tại và được sử dụng trong các sản phẩm lớn như xe điện.
Nhóm nghiên cứu hiện sẽ tiếp tục tinh chỉnh công nghệ, thử nghiệm với các loại tế bào khác nhau và thực hiện các thí nghiệm sâu hơn.
ELE lần
-
ELE lầnhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsInfineon hỗ trợ phát triển hệ sinh thái trong nông nghiệp xanh hợp tác với Invest India trong Thử thách thiết kế truyền động động cơ cho máy bơm năng lượng mặt trời
-
ELE lầnhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsInbase ra mắt Đồng hồ thông minh 'Urban Lite Z' với Màn hình IPS 1.75 inch
-
ELE lầnhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsSTMicroelectronics hợp tác với Eyeris về tích hợp Global-Shutter cảm biến Giải pháp giám sát ô tô trong cabin
-
ELE lầnhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsChipmaker GlobalFoundries lập hồ sơ bí mật cho IPO tại Hoa Kỳ: Nguồn