Kovahiilestä anodimateriaali natrium-ioni akulle

Tämän uuden kovahiilielektrodimateriaalin suurempi kapasiteetti tarkoittaa, että natriumioniakuissa on mahdollista kasvattaa energiatiheyttä per paino 19 %:lla verrattuna litiumioniakkuihin.

Suurempi kuva

Tuoreessa tutkimuksessa Tokion teknillisen yliopiston tutkijat ovat löytäneet energiatehokkaan menetelmän uuden hiilipohjaisen materiaalin tuottamiseksi natrium-ioniakuille.

Tämä voisi tasoittaa tietä seuraavan sukupolven natrium-ioniakuille, jotka on valmistettu edullisista ja runsaista materiaaleista ja joilla on suurempi energiatiheys kuin litium-ioniakuilla.

Tutkimuksessa keskityttiin kovaan hiileen, erittäin huokoiseen materiaaliin, joka toimii ladattavien parien negatiivisena elektrodina. Sen synteesissä käytettiin magnesiumoksidia (MgO) epäorgaanisena mallina nanokokoisissa huokosissa kovan hiilen sisällä. Nanokokoiset MgO-hiukkaset muodostuvat hiilimatriisiin, joka on valmistettu erilaisilla lämpökäsittelyillä ja happouuton avulla

Useiden kokeellisten ja teoreettisten analyysien jälkeen he selvittivät optimaaliset valmistusolosuhteet ja ainesosat kovan hiilen tuottamiseksi. Saavutuksena oli 478 mAh/g kapasiteetti, mikä on korkein tämäntyyppisessä materiaalissa koskaan raportoitu.

Professori Komaba toteaa: "Tähän asti natriumioniakkujen hiilipohjaisten negatiivisten elektrodimateriaalien kapasiteetti on ollut enimmäkseen noin 300-350 mAh/g. Nyt kehitetyn kovahiilielektrodimateriaalin kapasiteetti ylittää huomattavasti grafiitin (372 mAh/g) kapasiteetin, jota käytetään tällä hetkellä negatiivisena elektrodimateriaalina litiumioniakuissa.

Lisäksi vaikka natriumioniakku tällä uudella elektrodilla toimisi teoriassa 0,3 volttia pienemmällä jännite-erolla kuin tavallinen litiumioniakku, sen suurempi kapasiteetti johtaisi suurempaan energiatiheyteen per paino (1600 Wh/kg vs. 1430 Wh/kg), mikä johtaa 19%:a suurempaan energiatiheyteen litiumakkuun verrattuna.

Aiheesta aiemmin:

Vanha idea tehokkaasta akusta osoittautui todeksi

Tutkijat kehittävät elinkelpoisen natriumakun

Hiilidioksidipäästöt hyötykäyttöön