Российские ученые синтезировали материал для начинки натрий-ионных аккумуляторов
Об этом сообщил пресс-центр Сибирского отделения РАН.
Практически вся портативная электроника и бытовая техника сегодня работает на литий-ионных аккумуляторах.
Такие электрохимические элементы:
- быстро заряжаются;
- обладают высокой энергоемкостью;
- долго служат.
Есть альтернативный путь - создание натрий-ионных аккумуляторов.
Ученые ИНХ СО РАН создали новый гибридный материал из дисульфида молибдена и графена, который они предлагают в качестве анодной части натрий-ионных аккумуляторов.
Ученые из ИНХ СО РАН и ИЯФ СО РАН с помощью синхротронного излучения на экспериментальной станции Космос в Центре коллективного пользования Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения (ЦКП СЦСТИ) проводят исследование характеристик этого материала.
Исследования показали:
- хорошую стабильность;
- достаточную энергоемкость нового материала.
Тезисы научного сотрудника ИНХ СО РАН:
- натрий:
- дешевый металл, по сравнению с литием;
- он более распространен;
- сегодня внимание переключено на создание материалов, которые бы хорошо работали в натрий-ионных аккумуляторах - отвечали за повышение стабильности их работы и хорошую энергетическую емкость;
- мы разрабатываем наноструктурированные функциональные материалы с интересующими нас свойствами, в том числе для электрохимических применений.
- путем точечных замен или удаления атомов химических элементов в синтезируемом материале, задавать ему такие характеристики, которые позволят ионам натрия эффективно с ним взаимодействовать.
- можно убрать атом серы или молибдена из материала, и появятся пустые места, так называемые вакансии;
- помещаем атомы др. химических элементов, например:
- азот;
- никель;
- селена;
- кобальт.
- любые действия будут изменять реакционную активность и электропроводность материала, влияя на его функциональные характеристики.
- синтезируемый материал обеспечивает хорошую стабильность в течение более 1200 циклов заряда;
- разряда аккумулятора и достаточную энергоемкость - 440 мАч/г при плотности тока 0,1 A/г.
При этом такие материалы после 1000 циклов работы аккумулятора теряют до 20% своей емкости.
Характеристики материала были определены с помощью рентгеновской спектроскопии на экспериментальной станции Космос ЦКП СЦСТИ на базе ИЯФ СО РАН.
Использование СИ в качестве источника рентгеновского излучения позволяет:
- применить современные методы диагностики наноматериалов;
- перейти к проведению in situ экспериментов.
Натрий-ионные аккумуляторы
- сравнительно новая технология;
- базовая архитектура батареи не меняется;
- для изготовления ее компонентов нужно заново подбирать оптимальные материалы:
- в т.ч. для катода, который сильно влияет на характеристики аккумулятора.