Kiinteä elektrolyytti natrium-akuille

16.10.2020

Unige_hairio_Na-akku-elektrolyytti-300-t.jpgKolmiulotteinen natriumionidiffuusion pinta hydroboraattikiteessä. Tämä uusi materiaali muodostaa epäsäännöllisen mutta erittäin symmetrisen rakenteen, joka sallii natriumin liikkuvuuden verrattavissa kaupallisen pariston litiumin liikkuvuuteen.

Turvallisempien, tehokkaampien ja geopoliittisesti vakaita resursseja käyttävien akkujen valmistus vaatii kiinteitä elektrolyyttejä ja litiumin korvaamisen natriumilla.

Geneven yliopiston (UNIGE) kristallografian asiantuntijat ovat kehittäneet natrium-akulle palamattoman, kiinteän elektrolyytin, joka toimii huoneenlämmössä.

Siihen perustuvien akkujen ominaisuudet perustuisivat boorista ja vedystä koostuvan hydroboraatin elektrolyytin kiteiseen rakenteeseen.

”Natrium on hyvä ehdokas litiumin korvaamiseksi, koska sillä on kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia lähellä litiumia ja sitä esiintyy kaikkialla,” argumentoi UNIGEn tutkija Fabrizio Murgia.

Kaksi alkuainetta - natrium ja litium - ovat lähellä toisiaan jaksollisessa taulukossa. Ongelmana on, että natrium on raskaampaa kuin litium, joten sillä on vaikeuksia liikkua akkujen elektrolyyteissä.

Kristallografiaa - mineralogian, fysiikan ja kemian väliin sijoittunut tiede - käytetään kemiallisten aineiden rakenteiden analysointiin ja ymmärtämiseen sekä niiden ominaisuuksien ennustamiseen. Kiteytymisen ansiosta on mahdollista suunnitella materiaaleja. Tätä kristallografista lähestymistapaa käytettiin Geneven tutkijoiden julkaisemien valmistusstrategioiden toteuttamiseen.

Tutkijoiden tutkimusartikkeli on työkalupakki, joka on suunniteltu akkukehittäjille. Sen pitäisi synnyttää uuden sukupolven vakaampia ja tehokkaampia akkuja.

Sveitsissä UNIGE ja EMPA työstää yhteistyössä parhaillaan vankkaa, 4 voltin natriumakkua, joka on tehokkaampi kuin vuonna 2019 julkaistu 3 voltin akku.

Tutkijoiden mukaan suuren hapetusikkunansa ja matalan gravimetrisen tiheytensä vuoksi tämä yhdisteperhe edustaa merkittävää läpimurtoa mahdollisten kiinteiden elektrolyyttien etsimisessä täysin kiinteissä ladattavissa akuissa.

Aiheesta aiemmin:

Tutkijat kehittävät elinkelpoisen natriumakun

Vanha idea tehokkaasta akusta osoittautui todeksi

25.11.2020Biopohjaisen aurinkoenergian keruumateriaalia
24.11.2020Anti-laser ideoi langatonta tehonsiirtoa
23.11.2020Uusi vaihe kohti kvanttiteknologiaa
20.11.2020Kvanttitunnelointi siirtää omavoimaisten antureiden rajoja
19.11.2020Valotoimista tekoälyä
18.11.2020Henkilökohtainen terveyssiru
17.11.2020Nopeita lämpöä sietäviä polymeerimodulaattoreita
16.11.2020Tehokas kannettava terahertsilaseri
13.11.2020Fyysikot kehittävät kvanttimodeemia
12.11.2020Tahmeat elektronit: Kun repulsio muuttuu vetovoimaksi

Siirry arkistoon »