Разделителят, направен от морски водорасли, дава подобрение на производителността на батерията от следващо поколение

Сподели

Батериите, които използват натрий като електроден материал, показват вълнуващо обещание чрез някои ключови мерки, когато става въпрос за решения за съхранение на енергия от следващо поколение, а нови изследвания вече ги доближиха до масовата употреба. Учени от Обединеното кралство са разработили нов разделителен материал от морски водорасли, който поддържа издръжливостта на този дизайн на батерията и в същото време предлага увеличаване на капацитета.

Натриевият йон е химия, която привлича вниманието в изследователските кръгове на батерии, тъй като предлага по-устойчива алтернатива на тези, базирани на изпитан и надежден литий, който е сравнително рядък и скъп за добив. За разлика от това, натрият е изобилен и предлага висок теоретичен капацитет и изследванията започват да предполагат, че той може да играе полезна и евтина роля в бъдещите ни нужди за съхранение на енергия.

Един от проблемите, с които учените продължават да се сблъскват с натриевите батерии обаче, е неконтролираният растеж на подобни на пипала образувания, известни като дендрити. Те се оформят, докато батерията цикли, пробиват разделителната мембрана, която се намира между двата електрода и причиняват късо съединение на устройството.

Изследователи от университета в Бристол предложиха ново решение на този проблем. В сътрудничество с учени от Imperial College и University College London, екипът е взел целулозни материали, извлечени от кафяви морски водорасли, и ги е използвал, за да създаде нов разделителен материал на основата на влакна за натриеви батерии. Тези влакна предотвратяват образуването на дендрити, но също така повишават производителността на батерията.

„Целта на сепаратора е да раздели функциониращите части на батерията (плюс и минус краища) и да позволи свободно транспортиране на заряда“, каза Джинг Уанг, първият автор на изследването. „Показахме, че базираните на морски водорасли материали могат да направят сепаратора много здрав и да предотвратят пробиването му от метални конструкции, направени от натрий. Той също така позволява по-голям капацитет за съхранение и ефективност, увеличавайки живота на батериите – нещо, което е ключово за захранване на устройства като мобилни телефони за много по-дълго време.“

При тяхното тестване екипът установи, че дизайнът на батерията може да запази “безпрецедентна” дългосрочна стабилност, като поддържа висока енергийна плътност над 1000 цикъла. Екипът казва, че подходът може да се приложи и към други типове батерии, за да ги направи по-ефективни, и сега насочва вниманието си към увеличаване на производството на материалите.

„Радвах се да видя, че тези наноматериали са в състояние да укрепят разделителните материали и да подобрят способността ни да преминем към базирани на натрий батерии“, д-р Амака Ониианта. „Това означава, че няма да се налага да разчитаме на оскъдни материали като литий, който често се добива неетично и използва много природни ресурси, като вода, за да го извлече.“

Изследването е публикувано в списанието Разширени материали.

източник: Бристолски университет



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели