Bilim adamları, yeni geliştirilen sodyum iyon pillerin, geleneksel lityum iyon pillere kıyasla çok daha hızlı şarj hızları, daha fazla enerji yoğunluğu ve güvenlik iyileştirmeleri sunabileceğini söylüyor.
Kullanma sodyum iyon pillerMevcut cihazların çoğunda bulunan lityum iyon pillere bir alternatif olan Tokyo Bilim Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, pillerin enerji yoğunluğunu ve şarj hızlarını iyileştirmek için yeni bir karbon bazlı elektrolit kullandılar.
Bilim insanları, lityum iyon pillere alternatif olarak sodyum iyon pilleri araştırıyorlar. daha fazla stabilite ve düşük maliyetancak çeşitli darboğazlar ve sınırlamalar teknolojinin ilerlemesini engelledi.
Bir çalışmada yayınlandı Aralık ayında Kimya BilimiBilim insanları engelleri aşmak için yola çıktı.
Lityum iyon pillerin risklerini sınırlayın
Tüm pillerde bir anot ve bir katot bulunur; bu iki elektrot, akımın cihaza nasıl girip çıkacağını belirler. Lityum iyon pillerde katot, daha sonra deşarj edilmek üzere lityum iyonlarının depolanması için mükemmel bir malzeme olduğundan esas olarak grafitten yapılır.
Ancak sodyum iyon piller sert karbon (HC) kullanır — binlerce “turbostraktik temel yapısal birimin” gözenekli bir kombinasyonu – sodyum iyonlarını depolamada mükemmel olan karmaşık bir kristal yapı. Bu teorik olarak çok hızlı yüklenen bir malzemedir.
nasıl detaylandırırsınız Canlı BilimYeni çalışmada, küçük HC konsantrasyonları, birleşik bir elektrotta kimyasal olarak aktif olmayan bir malzeme olan alüminyum oksit ile birleştirildi. Bu, iyonların HC parçacıklarına serbestçe akmasına izin verdi. “trafik” sorunu yok.
Sorunun üstesinden gelindiğinde araştırmacılar, sodyum iyonlarının, lityum iyon pildeki grafite giren lityum iyonlarına benzer oranlarda HC’ye girebildiğini gösterdi.
Araştırmacılar ayrıca tüm süreçteki darboğazın, iyonların boşluğu doldurma hızı olduğunu da keşfettiler. “çiftler” HC’nin içinde “gözenekler” bulunur. İyonların HC’nin yüzeyi boyunca nanoskopik gözenekler içinde sahte metalik kümeler oluşturduğu süreç.
Dikkatli analizler sonucunda araştırmacılar karbon iyonlarının sodyum bu kümeleri oluşturmak için daha az enerji gerektirir.
Keşif, doğru koşullar altında sodyum iyon pillerin (aynı zamanda SIB’ler) ulaşabilir daha hızlı şarj oranları lityum iyon pillerden daha iyidir.
“Sonuçlar aynı zamanda şunu gösteriyor: Sodyum eklentisi sıcaklığa daha az duyarlıdırÇalışma lideri WordsSideKick.com’a şunları söyledi: Shinichi KomabaTokyo Bilim Üniversitesi Uygulamalı Kimya Bölümü’nde profesör.
Araştırmacıların aynı dergide övdüğü gibi, sonuçlar sodyum iyon pillerin daha yaygın bir şekilde benimsenmesine yardımcı olun Son derece hızlı şarj veya deşarj hızları gerektiren uygulamalarda.