Egy új technológia nagy előrelépést jelenthet a nátrium ionos akkumulátorok terén

A mai akkumulátorok jelentős többségéhez szükség van a ritka lítiumhoz, amit főleg Dél-Afrikában és Ázsiában bányásznak. Amennyiben ezek a nyersanyagok kimerülnek a világ akkumulátor termelése megtorpanhat.

Ezzel szemben a nátrium egy nagyon olcsó és elterjedt anyag, ami alternatívát jelenthet a lítium ionos akkumulátoroknak, habár arról is ismert, hogy a levegő nedvessége hatására felrobbanhat.

Amíg nemzetközi erőfeszítések már megoldást találtak a nátrium felrobbanása ellen, addig máig nem született megoldás arra, hogy a nátrium ionos akkumulátorok, hogyan váljanak többször újratölthetővé, és ne veszítsék el szinte teljes kapacitásukat a harmadik-negyedik feltöltés után. Most a Purdue Egyetem kutatói sikeresen elkészítettek egy nátrium port, ami megoldást kínál a problémára.

“A megmunkált nátrium por hozzáadása az elektród elkészítése során csak kis módosításokat igényel az akkumulátor gyártás folyamatában,” mondta Vilas Pol, a kutatás vezetője. “Ez egy lehetséges mód arra, hogy a nátrium ionos akkumulátor technológiát ipari szintre emeljük.”

A nátrium ionos akkumulátorok fizikailag nehezebbek a lítium ionos társaiknál, és a technológia iránt igen nagy igény van például a nap és szélerőművek által termelt elektromosság elraktározásában, ahol nagyobb súlyuk nem jelent különösebb problémát, amíg alacsony áruk egy hatalmas előny lehet.

A problémát az okozza, hogy a nátrium ionok hozzátapadnak az akkumulátor végén lévő szén anódhoz, a töltési időszak alatt, ami miatt már nem tudnak átjutni a katódhoz.

Normális esetben ez a szilárd rétegnek még előnyei is lehetnek az akkumulátorok szempontjából, viszont ha túl sok jön létre belőle az képes felemészteni a rendszer szinte teljes kapacitását.

Az egyetem azt a javaslatot tette, hogy a gyártás alatt egy külön erre a célra készített nátrium port adjanak az akkumulátorhoz, amit az felhasználhat a szilárd réteg kialakítására, azonban tovább már képtelen épülni ezzel megvédve a nátrium ionokat attól, hogy csapdába essenek.

A csapat azt is kitalálta, hogy a gyártás során a nátrium port argon gáz alatt lenne érdemes elkészíteni és hozzáadni az akkumulátorhoz, ezzel megelőzve, hogy az a levegő nedvessége hatására felrobbanjon. A nátrium porítását ultrahanggal érnék el, amivel elolvasztanák a tömböt formáló nátriumot, ami ezután megfelelő körülmények között por formában szilárdulna meg.

A kutatók szerint a fejlesztés segítségével létrehozott nátrium ionos akkumulátorok lényegesen stabilabbak és nagyobb kapacitásúak a korábbi társaikhoz képest, ezzel elérve a minimális szükségleteket ahhoz, hogy funkcionális akkumulátorként lehessen használni őket.

Forrás: sciencedirect.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.