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

21.04.2021Fotoninen MEMS-kytkin kaupallistuu
20.04.2021Kaksiulotteista suprajohtavuutta kolmiulotteisessa suprajohteessa
19.04.2021Valoa läpi kannon ja kiven
16.04.2021Grafeeni ja terahertsit
15.04.2021Eksotiikkaa maagisen kulman grafeenissa
14.04.2021Uusi näkemys akkumateriaalin roolista
13.04.2021Alumiinianodi tarjoaa kestävän vaihtoehdon
12.04.2021Maailman nopein spintroninen p-bitti
09.04.2021Kohti atomipohjaista radioviestintää
08.04.2021Antiferromagneettinen läpimurto

Siirry arkistoon »