Korkean suorituskyvyn katodi natrium-ioni akuille

Tiedemiehet ovat vuosikymmenten ajan etsineet vaihtoehtoa litiumioniakuille. Yksi vaihtoehto on natrium.

Princetonin yliopiston Dincă Group julkistaa vaihtoehdon, joka perustuu orgaaniseen, korkean energian katodimateriaaliin natrium-ioni-akkujen valmistamiseksi, mikä lisää todennäköisyyttä, että tämä tekniikka löytää kaupallistamisen turvallisilla, halvemmilla ja kestävämmillä komponenteilla.

Korkean energiatiheyden ja korkean tehotiheyden saavuttaminen samanaikaisesti on ollut jatkuva haaste vaihtoehtoisille akuille.

Mutta Dincă Groupin esittämä katodimateriaali, kerrostettu orgaaninen kiinteä aine, nimeltään bis-tetraaminobentsokinoni (TAQ), ylittää perinteiset natriumionikatodit sekä energian että tehon tiheyden suhteen tekniikassa, joka on todella skaalautuva.

"On todella jännittävää olla etulinjassa aidosti kestävän ja kustannustehokkaan natriumioni katodin tai akun kehittämisessä." sanoi kemian professori Mircea Dincă. Tutkimuksen tulokset ylittivät heidän odotukset sillä katodin suorituskyky on lähellä vertailuarvoa, joka tunnetaan teoreettisena maksimikapasiteettina.

"Valitsemamme sideaine, hiilinanoputket, helpottaa TAQ-kristalliittien ja hiilimustahiukkasten sekoittumista, mikä johtaa homogeeniseen elektrodiin", sanoi Ph.D. Tianyang Chen. "Hiilinanoputket kietoutuvat tiiviisti TAQ-kristalliittien ympärille ja yhdistävät ne toisiinsa.

Molemmat tekijät edistävät elektronien kuljetusta elektrodimassan sisällä mahdollistaen lähes 100 % aktiivisen materiaalin hyödyntämisen, mikä johtaa lähes teoreettiseen maksimikapasiteettiin.

"Hiilinanoputkien käyttö parantaa huomattavasti akun nopeussuorituskykyä, mikä tarkoittaa, että akku voi varastoida saman määrän energiaa paljon lyhyemmässä latausajassa tai paljon enemmän energiaa samalla latausajalla."

Chen sanoi, että TAQ:n etuja katodimateriaalina ovat myös sen stabiilisuus ilmaa ja kosteutta vastaan, pitkä käyttöikä, kyky kestää korkeita lämpötiloja ja ympäristön kestävyys.

Automobili Lamborghini SpA:n rahoittama laboratorion tutkimus High-Energy, High-Power natrium-ion Batteries from a Layered Organic Cathode ilmestyy tässä kuussa Journal of the American Chemical Society (JACS) -lehdessä.

Aiheesta aiemmin:

Uusi ympäristöystävällinen materiaali natrium-ioni akulle

Akku ja superkonkka yhteen soppii

Natriumioniakun hankalimman vian syy