Russischen Wissenschaftlern gelang es herauszufinden, wie die Anode in neuen Natriumionenbatterien funktioniert

Eine gemeinsame Gruppe von Wissenschaftlern der Moskauer Staatlichen Universität und von Skoltech führte schwierige Arbeiten durch und identifizierte genau alle Prozesse, die stehen im Mittelpunkt der Arbeit der vielversprechendsten neuen Klasse chemischer Nährstoffe - Natriumionen Batterie.

Diese neuen Batterien gelten als die vielversprechendsten und hier ist der Grund dafür.

Warum suchen Sie nach einem Ersatz für Lithium-Ionen-Akkus?

Zunächst möchte ich ein paar Worte sagen, warum jeder so aktiv nach einem Ersatz für Lithium-Ionen-Batterien sucht. Derzeit werden fast überall Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt, von den kleinsten Geräten bis zu großen Kraftwerken.

Der Bedarf an Batterien wächst von Jahr zu Jahr, und hier liegt der Hauptnachteil von Lithium-Ionen-Batterien. Die Sache ist, dass die Lithiumreserven extrem begrenzt sind und die Produktionskosten ständig steigen.

Aus diesem Grund suchen wissenschaftliche Gruppen auf der ganzen Welt nach einem angemessenen Ersatz für Lithium in Bezug auf Kosten und Effizienz.

Eine der vielversprechenden Ersatzoptionen sind Natriumionenbatterien.

Was Wissenschaftler vorgeschlagen haben

Die Entscheidung wurde getroffen, Natrium zu verwenden. In Bezug auf die Verteilung ist es das sechste Element auf der Erde, und Natriumsalze sind doppelt so teuer wie Lithiumsalze. Darüber hinaus sind die chemischen Eigenschaften von Natrium ähnlich denen von Lithium.

Das Hauptproblem bei Natriumionenbatterien war die Anode. Wie Sie wissen, besteht Lithiumbatterien aus Graphit, sind jedoch für Natriumbatterien absolut nicht geeignet.

Dies liegt daran, dass die Kohlenstoffhexagone nicht der Größe von Natriumkationen entsprechen und daher keine Interkalation auftritt.

Tatsächlich ist das einzige geeignete Material für die Anode in Natriumbatterien der sogenannte "feste Kohlenstoff". Dies ist nichts weiter als eine ungeordnete Bildung gebogener Graphitschichten.

Es war dieses Material, das in der Lage war, eine solche Menge Natrium anzusammeln, die mit Graphit im Lithiumsystem vergleichbar ist.

Der einzige Haken war, dass bis jetzt niemand genau wusste, wie der Prozess der Speicherung von Natrium in festem Kohlenstoff abläuft. Die durchgeführten wissenschaftlichen Tests ermöglichten es festzustellen, dass sich die Hauptladung von "festem Kohlenstoff" durch den Interkalationsmechanismus ansammelt.

Als Referenz. Interkalation ist der reversible Einbau von Ionen in den Zwischenschichtraum innerhalb des Kristallgitters eines Festkörpers.

Wie die Wissenschaftler bemerken, haben sie nicht nur das Prinzip der Akkumulation verstanden, sondern auch gelernt, wie man "festen Kohlenstoff" mit einer Kapazität von 300 mAh / g erzeugt. Und dieser Indikator ist Graphit in Lithium-Ionen-Batterien in keiner Weise unterlegen

Diese Daten werden zusammen mit dem neu vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung neuer Anoden die kommerzielle Verwendung neuer Batterietypen erheblich näher bringen. Und vielleicht werden wir bald würdige Konkurrenten mit Lithium-Ionen-Batterien in den Regalen sehen.

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