Innováció

Szuperakkumulátorok korát hozhatja el egy új felfedezés

S.Rita | 2024.04.29. 06:05

Az Osaka Metropolitan University docense, Atsushi Sakuda és Akitoshi Hayashi professzor által vezetett csoport olyan eljárást fejleszt, amely a szilárdtest-nátrium akkumulátorok tömeges gyártásához vezethet.

 

Míg jelenleg a lítium-ion akkumulátorok a legelterjedtebbek, a szilárdtest nátrium akkumulátorok egyre nagyobb figyelmet kapnak, mivel a nátrium sokkal bőségesebben rendelkezésre áll, mint a lítium.

Ezáltal a nátrium akkumulátorok olcsóbbak lehetnek, ráadásul a szilárdtest akkumulátorokat biztonságosabbnak tartják, de a feldolgozási problémák megnehezítik a tömeggyártást. A japán kutatócsoport módszere segít leküzdeni ezeket a problémákat.

A munkát részletező tanulmány az Energy Storage Materials című folyóiratban jelent meg – írja a Innovation News Network.

Míg jelenleg a lítium-ion akkumulátorok a legelterjedtebbek, a szilárdtest nátrium akkumulátorok egyre nagyobb figyelmet kapnak. (Fotó: Canva)

 

A szilárdtestben rejlő energiatárolási lehetőségek

A fenntartható fejlődési célok elérése érdekében a szilárdtest-nátrium akkumulátorok mint megbízható energiatároló eszközök jelentős figyelmet kaptak. Különösen az akkumulátorok kulcsfontosságú anyaga, a szilárd elektrolitok területén történtek jelentős fejlesztések. A szulfidos szilárd elektrolitok nagy ionos vezetőképességgel és alakíthatósággal rendelkeznek, és tulajdonságaik a szulfid anion alrácsokból származnak.

Az újratölthető energiatárolók iránti növekvő kereslet és alkalmazások miatt a szulfid elektrolitok szintézisének egyszerűbbé és jobban ellenőrizhetővé kell válnia.

A közelmúltban széles körben vizsgálták a folyadékfázisú szintézist mint a tömeggyártás kedvező módszerét, más eljárások, például a hagyományos hőkezelés és a mechanokémiai eljárások mellett.

Az eljárás homogén reakciót jelent környezeti hőmérsékleten, mivel az oldószerek diszpergálják a kiindulási anyagokat és a termékeket. A folyadékfázisú eljárásnál az alkalmazható elektrolitrendszerek még mindig korlátozottak a kiindulási anyagok és a termékek oldószerrel szembeni eltérő stabilitása miatt.

Míg az ionos vezetőképességgel és a további funkciókkal kapcsolatos teljesítményt erősen befolyásolja az összetételük, a kényes és kevésbé stabil szulfidos kiindulási anyagok korlátozzák a variálhatóságukat.

A periódusos rendszer elemeinek hatalmas kombinációját tartalmazó kompozíciókban való elmélyüléshez elengedhetetlen egy nagyobb áteresztőképességű, skálázható és univerzális anyagfeltárási és gyártási folyamat megvalósítása, amelyet a folyékony fázis diszpergálója segít elő.

 

Nagy vezetőképességű szilárd nátrium akkumulátorok létrehozása

A csapat nátrium-poliszulfidokat (két vagy több kénatomot tartalmazó szulfidok) anyagként és a fúziót elősegítő fluxusként egyaránt használva olyan szilárd szulfid-elektrolitot hozott létre, amely a világon a legmagasabb nátriumion-vezetőképességgel rendelkezik.

Az új nátrium akkumulátor vezetőképessége mintegy tízszer nagyobb volt, mint a gyakorlati használathoz szükséges, és nagy redukciós ellenállású üvegelektrolitot hozott létre.

Az ilyen nagy vezetőképességű és jól alakítható elektrolitok tömegszintézise kulcsfontosságú a szilárdtest-nátrium akkumulátorok gyakorlati felhasználásához.

„Ez az újonnan kifejlesztett eljárás szinte minden nátriumtartalmú szulfidanyag előállítására alkalmas, beleértve a szilárd elektrolitokat és az elektróda aktív anyagokat. Emellett a hagyományos módszerekhez képest ez az eljárás megkönnyíti a nagyobb teljesítményt mutató anyagok előállítását, így úgy gondoljuk, hogy ez az eljárás a szilárdtest-nátrium akkumulátorok anyagainak jövőbeni fejlesztéséhez szükséges általános eljárássá válik.” – mondta Sakuda professzor.

 

Kiemelt kép forrása: Canva

  S.Rita
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2024 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.