Rewolucja w technologiach - baterie nowej generacji coraz bliżej
Naukowcy stworzyli nową technologię zwiększającą pojemność interkalacji sodu w standardowym graficie z 35 mAh/g do aż 332 mAh/g. To oznacza nowe grafenowe baterie sodowo-jonowe, które mogą zrewolucjonizować świat technologii.
Grafen wykorzystywano wcześnie w wielu komponentach baterii. W czerwcu 2020 r. zespół naukowców z Brown University znalazł sposób na wykorzystanie grafenu do podwojenia wytrzymałości materiału ceramicznego używanego do produkcji półprzewodnikowych baterii litowo-jonowych. W kwietniu 2019 r. odkryto gąbkę grafenową, która może pomóc w stabilizacji baterii litowo-siarkowych.
Teraz naukowcy z Chalmers University of Technology opracowali nową koncepcję produkcji wysokowydajnych materiałów elektrodowych dla baterii sodowych, których pojemność mogłaby dorównać dzisiejszym bateriom litowo-jonowym. Wszystko dzięki nowemu typowi grafenu o nazwie Janus (nazwa pochodzi od rzymskiego boga o dwóch twarzach).
W porównaniu z litem, który jest bardzo drogi i wiąże się z problemami środowiskowymi, sód jest obficie dostępnym tanim metalem, który jest również przyjazny dla środowiska. Obecnie baterie sodowo-jonowe mają kilka problemów z wydajnością.
Jednym z nich jest grafit, używany jako anoda w dzisiejszych bateriach litowo-jonowych. W bateriach litowo-jonowych jony interkalują (zjawisko wiązania niewielkich cząsteczek wewnątrz cząsteczek związków wielkocząsteczkowych) w graficie, przemieszczając się w głąb i na zewnątrz warstw grafenowych i są magazynowane w celu wykorzystania energii.
Jony sodu są jednak zbyt duże, aby mogły być efektywnie przechowywane w strukturze grafitu. I tu właśnie wkracza do gry nowy wynalazek.
- Dodaliśmy cząsteczkową przekładkę po jednej stronie warstwy grafenowej. Kiedy warstwy są ułożone razem, molekuła tworzy większą przestrzeń między arkuszami grafenu i zapewnia punkt interakcji, co przekłada się na znacznie większą pojemność - powiedział Jinhua Sun z Wydziału Nauk Przemysłowych i Materiałowych Chalmers, główny autor badań.
Jest to świetna wiadomość, ponieważ technologia ta zwiększa pojemność interkalacji sodu w standardowym graficie z 35 mAh/g do niesamowitych 332 mAh/g (blisko wartości dla litu w graficie). Naukowcy już teraz uważają, że to może przyszłość baterii sodowo-jonowych.
