Ana sayfa Kimya Yeni yüksek kapasiteli sodyum iyonu, şarj edilebilir pillerdeki lityumun yerini alabilir

Yeni yüksek kapasiteli sodyum iyonu, şarj edilebilir pillerdeki lityumun yerini alabilir

Birmingham Üniversitesi'nden bilim adamları lityum-iyon lityum lityumun sodyum ile değiştirilmesinin önünü açıyorlar. Bu araştırma Amerikan Kimya Derneği Dergisi'nde yayınlanmıştır.

9
0
PAYLAŞ
Lityum-iyon aküler (LIB) şarj edilebilir ve dizüstü bilgisayarlarda, cep telefonlarında ve hibrit ve tamamen elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrikli araç, şehirlerdeki kirlilikle mücadele ve temiz bir sürdürülebilir taşımacılık dönemi gerçekleştirmek için çok önemli bir teknolojidir.

Lityum pahalıdır ve kaynaklar gezegen boyunca eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Lityum ekstraksiyonunda büyük miktarlarda içme suyu kullanılmaktadır ve lityum talebi arttıkça ekstraksiyon teknikleri daha da yoğunlaşmaktadır. Elektrikli arabalar için giderek artan taleple birlikte, güvenilir şarj edilebilir pillere duyulan ihtiyaç büyük ölçüde artmaktadır, bu nedenle ucuz ve kolay erişilebilir lityumdan başka bir şarj taşıyıcısı bulmak için büyük bir ilgi vardır.

Sodyum ucuzdur ve deniz suyunda bulunabilir, bu yüzden neredeyse sınırsızdır. Bununla birlikte, sodyum , lityumdan daha büyük bir iyondu. Bu yüzden mevcut teknolojilerde lityum için basitçe “takas etmek” mümkün değildir. Örneğin, lityumdan farklı olarak, sodyum her yerde bulunan LIB anodunun, grafitin karbon katmanları arasına sığmaz.

Bilim insanları, kapasite, enerji ve güç yoğunluğu kapasitesi, lityum ile rekabet edecek sodyum-iyon pillerin pil bileşenleri olarak hareket etmek için yeni materyaller bulmak zorundaydı.

Süper bilgisayarlarda kuantum mekanik modelleri çalıştırmak, Dr. Andrew Morris’in Birmingham Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Bölümünden ekibi, sodyum fosfor içine sokulduğunda neler olacağını tahmin edebildi.

Dr. Lauren Marbella ve Profesör Clare Grey’in ekibiyle yapılan tahminleri doğrulayan deneyleri yapan Cambridge Üniversitesi’nden Profesör Clare Grey’in işbirliğiyle, fosforun ara şarj aşamalarında helis oluşturduğunu gördüler.

Araştırmacılar, elektrotun nihai bileşimini tanımladılar, bu da aynı ağırlık için grafitinkinin yedi katı bir yük taşıma kapasitesi kapasitesi sağlar. Bu bize yüksek kapasiteli sodyum iyonu anotlarının nasıl yapılacağına dair yeni bilgiler veriyor.

Andrew Morris şöyle dedi: “Bu, hesaplama materyalleri bilimi için büyük bir kazançtır. 2016’da fosforun bir elektrot olarak nasıl davrandığını tahmin ettik ve şimdi Profesör Grey’in ekibinin, deneyimleri daha iyi anlamasını ve tahminlerimizi nasıl daha iyi yapabildiğimizi öğrenmesini sağladık. Kombine teori-deneysel yaklaşımların ne kadar güçlü olduğu inanılmaz.

İleri Okuma: Lauren E. Marbella ve ark. Sodyum İyon Pilleri için Yüksek Kapasiteli Anotlarda Helmik Fosfor Ara Maddeleri ile Sodiation ve Desodiation , American Chemical Society Dergisi (2018). DOI: 10.1021 / jacs.8b04183

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here