Kol kas ličio jonų baterijos užima pirmąją vietą tarp įkraunamų baterijų. Ličio jonų akumuliatoriai pirmauja pagal turimą energijos tankį, kuris padeda automobiliams keliauti toliau, tačiau baterijų ilgaamžiškumo ar stabilumo sąskaita.
Ličio jonų baterijos taip pat yra konkurencingos ir turi greitą įkrovimo laiką. Tačiau ličio ir kitų retų bei brangių metalų, tokių kaip kobaltas ir varis, nėra tarp gausiausių Žemės elementų, o nuolat didėjanti paklausa gali sukelti tiekimo problemų.
Natrio jonų baterijos atsiranda kaip pigesnė alternatyva. Daugelyje šalių vyksta keli tyrimai, kaip natrio jonų baterijas paversti komerciškai perspektyviomis.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
„Natris yra šeštas pagal gausumą elementas Žemėje, jis iš esmės yra neribotas ir yra tvarus“, – teigia Šefilde, Anglijoje įsikūrusios kompanijos „Faradion Ltd.“, užsiimančios natrio jonų baterijų kūrimu, generalinis direktorius Jamesas Quinnas.
Tokijo mokslo universiteto mokslininkai žengė dar vieną žingsnį siekdami pateikti rinkai naujos kartos natrio jonų baterijas. Jie pasiekė didesnį energijos tankį natrio jonų baterijose nei ličio jonų baterijose.
Neseniai atliktame tyrime, paskelbtame „Angewandte Chemie International Edition“, komanda paskelbė, kad rado energiją taupantį metodą gaminti naują medžiagą anglies pagrindu, naudojamą didelės talpos natrio jonų baterijoms.
Tyrime daugiausia dėmesio buvo skiriama kietosios anglies, labai akytos medžiagos, kuri yra įkraunamų baterijų neigiamas elektrodas, sintezei naudojant magnio oksidą (MgO) kietosios anglies nano dydžio porų viduje.
Tokijo mokslo universiteto tyrėjai ištyrė kitokią MgO ingredientų maišymo techniką, kad tiksliai sureguliuotų gauto kietojo anglies elektrodo nanostruktūrą. Atlikę daugybę eksperimentinių ir teorinių analizių, jie išsiaiškino optimalias gamybos sąlygas ir sudedamąsias dalis, kad gautų kietąją anglį, kurios talpa 478 mAh/g.
Šios naujai sukurtos kietosios anglies elektrodo energijos talpa viršija grafito talpą (372 mAh/g), kuris šiuo metu naudojamas kaip neigiamo elektrodo medžiaga ličio jonų baterijose.
Nors natrio jonų baterija su šiuo kietosios anglies neigiamu elektrodu teoriškai veiktų esant 0,3 voltų mažesnei įtampai nei standartinė ličio jonų baterija, didesnė pirmosios talpa lemtų daug didesnį energijos tankį, kuris siektų 1600 Wh/kg, palyginus su 1430 Wh/kg, arba 19 % didesnį.
Bus atliekami tolimesni tyrimai, siekiant patikrinti, ar siūloma medžiaga iš tikrųjų pasižymi geresnėmis natrio jonų baterijų naudojimo trukmėmis, veikimu žemose temperatūrose, bei kitomis charakteristikomis.
