Araştırmacılar, sıfırın altındaki sıcaklıklarda performansını koruyan tamamen katı hal sodyum pil geliştirdiler. Kaliforniya Üniversitesi, San Diego'daki araştırmacılar tarafından geliştirilen pil, lityum bazlı güç cihazlarının yerini alabilir.
Araştırmacılar ayrıca sodyumun ucuz, bol bulunan ve daha az zararlı bir alternatif olduğunu ancak şu anda ürettikleri tamamen katı haldeki pillerin oda sıcaklığında iyi çalışmadığını ortaya koydular.
Mühendisler, yarı kararlı bir sodyum hidridoborat formunu kristalleşmeye başlayana kadar ısıttılar, ardından kristal yapısını kinetik olarak stabilize etmek için hızla soğuttular. Bu, yaygın olarak bilinen bir tekniktir, ancak daha önce katı bir elektrolite hiç uygulanmamıştır.
Araştırmacılar, bu aşinalığın gelecekte bu laboratuvar inovasyonunun gerçek bir ürüne dönüşmesine yardımcı olabileceğini söylüyor.
Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu'ndan (UChicago PME - ABD) Profesör Y. Shirley Meng, "Sodyum mu lityum mu meselesi değil, ikisine de ihtiyacımız var," dedi. "Geleceğin enerji depolama çözümlerini düşündüğümüzde, aynı dev fabrikanın hem lityum hem de sodyum kimyasına dayalı ürünler üretebildiğini hayal etmeliyiz. Bu yeni araştırma, temel bilimi ilerletirken bizi nihai hedefe yaklaştırıyor."
Ekip ayrıca sodyum kimyasının ilginç olduğunu, ancak sodyum katı elektrolitinin oda sıcaklığında sınırlı iyonik iletkenlik gösterdiğini belirtiyor.
UC San Diego grubunun çalışması, sodyum hidridoboratın metastabil doğasını değerlendirmek için hesaplamalı ve deneysel verileri bir araya getiriyor ve kristalleşme rejiminden hızlı soğumanın, hızlı Na+ göçüyle ortorombik faz dinamiklerini kilitlediğini gösteriyor.
Katı hal sodyum pilleri, çevreye daha az zarar veren bir enerji çözümü için umut vadediyor.
Araştırmacılar, klorür bazlı katı elektrolit kaplı bir katotla birleştirildiğinde bu süper kararlı fazın, sıfırın altındaki sıcaklıklarda bile performansını koruyan yoğun, yüksek alan yüküne sahip kompozit katotların oluşturulmasına olanak sağladığını belirtiyorlar.
Ekip, "Temel prensip, anyonik yapıyı difüzyonu destekleyecek şekilde kinetik olarak stabilize etmek olduğundan, bu yaklaşım ilgili hidridoboratlara ve diğer anyonik küme kimyalarına uygulanabilir. Bu çalışma, yüksek performanslı katı elektrolitler için pratik bir tasarım stratejisi ve işleme kılavuzları sunmaktadır" diye bildiriyor.
Singapur'daki A*STAR Malzeme Araştırma ve Mühendisliği Enstitüsü'nden ortak yazar Sam Oh, araştırmanın sodyumun elektrokimyasal performans açısından lityumla daha eşit şartlarda rekabet etmesini sağladığını söyledi.
"Başardığımız atılım, daha önce hiç bildirilmemiş yarı kararlı bir yapıyı stabilize etmemizdir. Sodyum hidridoboratın bu yarı kararlı yapısı, literatürde bildirilen iyonik iletkenlikten en az bir mertebe daha yüksek ve öncülün kendisinden üç ila dört mertebe daha yüksek olan çok yüksek bir iyonik iletkenliğe sahiptir."
Bu araştırma, lityumdan çok daha ucuz ve daha kolay bulunabilen bir hammadde kullanma olasılığını ortaya koyuyor. Taşınabilir dijital cihazların geliştirilmesiyle birlikte, insanlık uzun yıllar boyunca lityum madenciliği ve rafinerisi yaparken büyük çevresel ödünler vermek zorunda kaldı.
Kaynak: https://khoahocdoisong.vn/pin-natri-the-ran-co-trien-vong-thay-the-cho-cac-loai-pin-lithium-post2149056855.html
Yorum (0)