Skončí lítium v batériách? Tento materiál je nečakane rovnako dobrý a ešte lacnejší
Vedcom sa podarilo nájsť zatiaľ najsľubnejšiu náhradu za lítium, ktoré je dnes vo veľkom používané v batériách naprieč širokou škálou elektroniky či vozidiel. Zistili, že sodík by mohol prispieť k výrobe porovnateľne efektívnych batérií.
Portál Phys nedávno upozornil na prácu vedcov z univerzity NUST MISIS, Ruskej akadémie vied a nemeckého inštitútu HZDR, ktorým sa podarilo učiniť pokrok vo vývoji alternatívnych batérií.
Zistili totižto, že namiesto lítia (Li) sa môže sodík (Na) vrstvený špeciálnym spôsobom použiť na výrobu batérií, čo detailne popísali aj vo svojej štúdii publikovanej v žurnále Nano Energy.
Lítium je efektívne, no je drahé a jeho zásoby sú obmedzené
Lítium-iónové batérie sa v dnešnom svete používajú snáď všade, od smartfónov, cez notebooky, fotoaparáty, vozidlá a všemožné druhy elektroniky. Tieto všadeprítomné batérie vstúpili na trh v roku 1991, pričom v roku 2019 dostali ich vynálezcovia Nobelovu cenu za chémiu a za revolučný príspevok k rozvoju technológie.
Lítium je však drahým alkalickým kovom a jeho zásoby sú celosvetovo obmedzené. V súčasnosti ale neexistuje žiadna účinná alternatíva k lítium-iónovým batériám a vzhľadom na to, že lítium je jedným z najľahších chemických prvkov, je veľmi ťažké ho vymeniť za iný prvok a vytvoriť porovnateľné veľkokapacitné batérie.
Sodík ako vhodná alternatíva?
Tím vyššie spomenutých vedcov, vedených profesorom Arkadijom Krashennikovom, zdá sa napriek všetkému vhodnú alternatívu objavil.
Vzájomnou spoluprácou zistili, že ak sú atómy vo vzorkách rôznych prvkov určitým spôsobom „vrstvené“, následne aj alkalické kovy iné ako lítium môžu rovnako vykazovať vysokú energetickú intenzitu.
Ukázalo sa, že najsľubnejšou náhradou za lítium je sodík (Na), pretože dvojvrstvové usporiadanie atómov sodíka do formy bigrafénu vykázalo kapacitu anódy porovnateľnú s kapacitou konvenčnej grafitovej anódy v Li-ion batériách – približne 335 mA * h / g oproti 372 mA * h / g v prípade lítia. Sodík je však oveľa bežnejší ako lítium, a preto je lacnejší a ľahšie sa získava.
Je revolúcia batérií na obzore?
Za vyššie uvedené výsledky je zodpovedný špeciálny spôsob vrstvenia atómov, respektíve ich ukladania na seba do vrstiev. Táto štruktúra je vytvorená prenosom atómov z kúska kovu do priestoru medzi dvomi listami grafénu pri vysokom napätí, čo simuluje proces nabíjania. Konečný produkt pozostáva z vrstvy uhlíka, dvoch vrstiev alkalického kovu a ďalšej vrstvy uhlíka.
„Dlho sa verilo, že atómy lítia v batériách môžu byť umiestnené iba do jednej vrstvy, inak bude systém nestabilný. Napriek tomu nedávne experimenty s našimi nemeckými kolegami ukázali, že pri starostlivom výbere metód je možné medzi vrstvami grafénu vytvoriť viacvrstvové stabilné lítiové štruktúry, čo otvára široké vyhliadky na zvýšenie kapacity takýchto štruktúr, a preto sme sa začali zaujímať o možnosť vytvorenia viacvrstvových štruktúr s inými alkalickými kovmi, vrátane sodíka za pomoci počítačovej simulácie,“ uviedol Ilya Chepkasov, výskumník z NUST MISIS.
„Naša simulácia ukazuje, že atómy lítia sa oveľa silnejšie viažu na grafén, ale zvyšovanie počtu vrstiev lítia viedla k menšej stabilite. Opačný trend bol ale pozorovaný v prípade sodíka – zvyšovaním počtu vrstiev sodíka sa stabilita takýchto štruktúr zvyšuje, takže dúfame, že tieto materiály sa preukážu aj v experimentoch,“ povedal Zakhar Popov, vedecký pracovník laboratória NUST MISIS.
Ďalším krokom výskumného tímu bude vytvorenie experimentálnych vzoriek, ktoré budú následne podrobené štúdiám v laboratóriu. Tento proces bude vykonaný v Inštitúte Maxa Plancka pre výskum tuhých látok, ktorý sa nachádza v Štuttgarte.
Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Odveká záhada Stonehenge môže byť vyriešená. Vedci sú na stope úplne novej teórii
Vedci zlomili zákony biológie. Vytvorili umelú bunku, ktorá sa hýbe ako živá
Odmietajú očkovanie, no účinkom vakcíny sa aj tak nevyhnú. Vedci vytreli zrak popleteným Slovákom
NASA musí vypínať satelity, vedci tomu nerozumejú. V magnetickom poli Zeme sa deje niečo čudné
Je možné, že stvorili život na Zemi. Vedci našli okolo našej planéty záhadné tmavé telesá
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Na Slovensku je nelegálna. Známa látka predlžuje život buniek o 57 % a spomaľuje starnutie, zistili vedci
Slovensko pod náporom búrok: Supercely, vietor 85 km/h a krúpy. Výstrahy 2. stupňa platia pre tieto okresy
Tragédia na východe Slovenska: Náraz do stromu vodič neprežil, hlásia 6 zranených vrátane detí
Starlink globálne skolaboval: Ukrajinská armáda na fronte čelila výpadku kľúčovej komunikácie
Masívne zlyhanie bezpečnosti populárnej aplikácie: Internet zaplavilo 72 000 fotiek a dokladov tisícok žien
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Nemci môžu spasiť Európu. Prišli na geniálny spôsob, ako „vyťažiť“ nedostatkovú surovinu budúcnosti
- Honda zaskočila svet. Prehliadaný pohon je teraz o 92 % výkonnejší a stojí o polovicu menej
- Najväčší pokrok dekády museli zošrotovať. Elektromobilmi sme mohli jazdiť už dávno, doplatili na chybu
- Stojí len 10 000 eur a ponúka solídny dojazd. Čínsky elektromobil zbúra trh, možno príde aj do Európy
- Slovákom hrozí pokuta 5800 €. Tento zlozvyk za volantom ťa vyjde poriadne draho
-
- Honda zaskočila svet. Prehliadaný pohon je teraz o 92 % výkonnejší a stojí o polovicu menej
- Európska únia opäť zaťala do živého. Chystá návrh, ktorý prinúti časť ľudí kupovať len elektromobily
- Najväčší pokrok dekády museli zošrotovať. Elektromobilmi sme mohli jazdiť už dávno, doplatili na chybu
- Nemci môžu spasiť Európu. Prišli na geniálny spôsob, ako „vyťažiť“ nedostatkovú surovinu budúcnosti
- Mercedes už testuje batérie, ktoré zmenia svet. Ponúknu dojazd vyše 1 000 kilometrov na 1 nabitie
-
- Elektrický Volkswagen prešiel 160 000 kilometrov. To, čo sa stalo s jeho batériou, prekvapilo odborníkov
- Slovákom hrozí pokuta 5800 €. Tento zlozvyk za volantom ťa vyjde poriadne draho
- Európska únia opäť zaťala do živého. Chystá návrh, ktorý prinúti časť ľudí kupovať len elektromobily
- Honda zaskočila svet. Prehliadaný pohon je teraz o 92 % výkonnejší a stojí o polovicu menej
- Váži iba 13 kg, no má neuveriteľný výkon. Divízia Mercedesu vyvinula elektromotor, ktorý zmení svet
Európska raketa, ktorá bude strážiť Zem, vyletela do kozmu. Jej misia je kľúčová pre budúcnosť planéty
Slovensko čaká solárny megaprojekt. Chcú postaviť obrovské elektrárne, majú dodať energiu tisícom domácností
Predaj elektromobilov vo svete prudko stúpol. Čína vedie elektrické preteky, Európa naberá dych
Zelenskyj oznámil prekvapivý plán. Ukrajina chce produkovať tieto zariadenia ako na bežiacom páse
Slováci stále platia zbytočné poplatky. Tento trik od banky ti ušetrí peniaze na dovolenke
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP