Найден стабильный катод для натрий-ионных аккумуляторов

0
1116

Не только специалистам, но и любителям известна проблема долговечности аккумуляторных батарей. На самом деле, от их эффективности зависит развитие всего мирового электромобильного производства. Поэтому, ученые не прекращают исследования в этой области.

Найден стабильный катод для натрий-ионных аккумуляторов

Не так давно физики университета из Техаса, смогли создать новый материал для катода, благодаря которому стабильность натрий-ионных значительно повысилась. Материал получил название эльдфеллит. Группу возглавлял Джон Гуденаф, человек, который изобрел популярный ныне литий-ионный аккумулятор. Издательство Energy & Environmental Science уже поместило на своих страницах исследовательскую работу.

В основу исследования легло применение NaFe(SO4)2, вещества, из которого и был изготовлен катод. Данное смешанное соединение носит название эльдфеллит. В результате применения NaFe(SO4)2, аккумулятор неплохо перенес 80 циклов “заряд-разряд”(по 10 часов каждый) и при этом утратил емкости всего на 10% (78 мАчас на 1 грамм массы катода). В теории показатель полной емкости равен 99 мА час/грамм.

Эльдфеллит – это набор слоев натрия и железа, между которыми находятся слои сульфата. При этом, натрий без затруднения входит и выходит из данного соединения, сохраняя целостность. Это не первая попытка замены материала для катода нитриевой батареи. Уже пробовались на эту “роль” группы никеля и натрия, железа и натрия. Чем же оказался хорош эльдфеллит? Все очень просто: привлекательна его невысокая цена.

Найден стабильный катод для натрий-ионных аккумуляторов

Работает натрий-ионный аккумулятор по тому же принципу, что и литий-ионный. То же самое перемещение от анода к катоду ионов металла тогда, когда аккумулятор разряжается и обратное перемещение – при зарядке. Направление движения электронов обратно движению ионов. Когда батарея разряжается, катионы натрия начинают проникать внутрь катода.

И еще один довольно существенный довод в пользу натрия: он достаточно распространен на земле. В земной коре содержится 2,4% от всей ее массы. И это шестое место среди самых распространенных элементов. Что касается лития, то тут вопрос стоит более остро. Запасы его значительно скромней: в земле найдено всего 39 млн.тонн вещества.

Существуют и некоторые недостатки элемента. Натрий имеет немалый атомный вес и большой размер ионов. Как следствие, малоподвижность и незначительная возможность сохранять заряд. Сравнивая два конкурирующих элемента, имеем такие цифры: у натрия наличие максимального заряда в 3,3 раза меньше, чем у лития. Поэтому, емкость аккумуляторов с катодом на основе эльдфеллита уступает емкости литий-ионных аккумуляторных батарей.

Подпишитесь прямо сейчас и получайте ежедневно самые свежие новости на вашу электронную почту!

Обещаем, никакого спама