محققان توسعه قابل دوام باتری سدیم

پولمن بشویید. - دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU) و آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام (PNNL) محققان ایجاد کرده اند سدیم-یون باتری است که دارای حد انرژی و با این نسخهها کار به عنوان به خوبی به عنوان برخی از تجاری باتری لیتیوم یون, شیمی برای ساخت یک برنامه به طور بالقوه قابل دوام باتری از فناوری فراوان و ارزان مواد.

به گزارش تیم یکی از بهترین نتایج تاریخ سدیم-یون باتری. آن است که قادر به ارائه یک ظرفیت مشابه به برخی از باتری های لیتیوم یون و برای شارژ موفقیت, نگه داشتن بیش از 80 درصد از شارژ خود را پس از 1000 چرخه. این پژوهش به رهبری Yuehe Lin استاد در WSU دانشکده مکانیک و مهندسی مواد و Xiaolin Li ارشد تحقیقات دانشمند در PNNL است منتشر شده در مجله ACS انرژی حروف.

"این یک تحول مهم برای سدیم-یون باتری," دکتر گفت: Imre Gyuk مدیر ذخیره سازی انرژی برای بخش انرژی از برق که در حمایت از این کار در PNNL. "علاقه زیادی وجود دارد در اطراف بالقوه برای جایگزینی باتری های لیتیوم یون با Na-ion در بسیاری از برنامه های کاربردی است."

باتری های لیتیوم یون هستند و در همه جا مورد استفاده در برنامه های کاربردی متعدد مانند تلفن های همراه و لپ تاپ ها و وسایل نقلیه الکتریکی. اما آنها ساخته شده از مواد مانند کبالت و لیتیوم است که نادر و گران قیمت و عمدتا در خارج از ایالات متحده. به عنوان تقاضا برای وسایل نقلیه الکتریکی و برق ذخیره سازی افزایش می یابد و این مواد تبدیل خواهد شد سخت تر برای دریافت و احتمالا گران تر است. لیتیوم مبتنی بر باتری نیز می تواند مشکل ساز در نشست فوق العاده ای در حال رشد تقاضا برای شبکه قدرت ذخیره سازی انرژی.

از سوی دیگر سدیم-یون باتری ساخته شده از ارزان و فراوان و پایدار سدیم از زمین را اقیانوس ها و یا پوسته می تواند کاندیدای خوبی برای مقیاس بزرگ ذخیره سازی انرژی. متاسفانه آنها نمی نگه دارید و انرژی زیادی که باتری های لیتیوم.

آنها همچنین باید مشکل شارژ به عنوان مورد نیاز خواهد بود برای موثر ذخیره سازی انرژی. یک مشکل کلیدی برای برخی از مهمترین مواد کاتد است که یک لایه غیر فعال سدیم کریستال می سازد تا در سطح کاتد توقف جریان یون های سدیم و در نتیجه کشتن باتری.

"چالش اصلی است برای باتری به هر دو بالا و چگالی انرژی و چرخه زندگی" گفت: Junhua آهنگ سرب نویسنده بر روی کاغذ و یک WSU دکترا که در حال حاضر در Lawrence Berkeley National Laboratory.

به عنوان بخشی از کار این تیم تحقیقاتی ایجاد یک لایه اکسید فلز کاتد و یک مایع الکترولیت که شامل اضافی یون های سدیم ایجاد یک شورتر سوپ که در یک تعامل بهتر با کاتد. خود را به کاتد طراحی و الکترولیت سیستم اجازه برای ادامه حرکت یون های سدیم جلوگیری از غیر فعال سطح کریستال ساخت و اجازه می دهد به صورت آزادانه تولید برق.

"تحقیقات ما نشان داد که ضروری همبستگی بین کاتد ساختار تکامل و سطح تعامل با الکترولیت" Lin گفت. "این بهترین نتایج تا کنون گزارش شده برای سدیم-یون باتری با یک لایه کاتد نشان می دهد که این قابل دوام است فن آوری است که می تواند قابل مقایسه با باتری های لیتیوم یون."

محققان در حال حاضر مشغول به کار برای درک بهتر این مهم تعامل بین الکترولیت و کاتد به طوری که آنها می توانید کار با مواد مختلف برای بهبود باتری طراحی شده است. آنها همچنین می خواهید برای طراحی یک باتری که استفاده نمی کبالت, دیگر نسبتا گران قیمت و نادر فلز.

"این کار راه را به سوی عملی سدیم-یون باتری و اساسی بینش ما به دست آورده در مورد کاتد الکترولیت تعامل ریختن نور را در چگونه ما ممکن است توسعه آینده کبالت-رایگان یا کم کبالت کاتد مواد سدیم-یون باتری و همچنین در انواع دیگر باتری شیمی" آهنگ گفت. "اگر ما می تواند پیدا کردن جایگزین مناسب برای هر دو لیتیوم و کبالت سدیم-یون باتری واقعا می تواند در رقابت با باتری های لیتیوم یون.

"و که خواهد بود یک بازی changer," او اضافه شده است.

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.