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
Hawking mal naozaj pravdu. Desivý jav zničí celý vesmír
Prelom v medicíne: Našli baktériu, ktorá „žerie“ rakovinu
Deje sa to len raz za 11 000 rokov. K Slnku sa blíži záhadná planéta a vedci musia konať rýchlo
Neverili vlastným očiam: Vedci v horách našli záhadné ruiny stratenej civilizácie
Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Slováci ich „hltajú“ ako lentilky: Kardiológ odhalil doplnky, ktoré vedú k neplodnosti, zlyhaniu pečene a predčasnej smrti
50-tisíc Rusov na fronte, letná ofenzíva v troskách: Korupcia ničí armádu, Ukrajinci chystajú tvrdý protiútok
Obľúbené jedlo spôsobuje nočné mory, potvrdili vedci. Po stáročiach vyriešili záhadu ľudovej múdrosti
Pohodlie ťa môže vyjsť draho: Za nevinný zvyk pri parkovaní ti hrozí pokuta až 150 eur
NÁROČNÝ KVÍZ: Iba 10 % Slovákov odpovie správne na všetky otázky. Prever svoje znalosti z chémie
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Lacný ako Fabia, výkonný ako Porsche. Známa značka spustila predaj auta s dojazdom 2 000 km
- Vedci neverili výsledkom svojho výskumu. Agresívna jazda vraj môže predĺžiť životnosť batérie
- Susedný štát naleje stovky miliónov eur do elektromobility. Bežní ľudia však nedostanú ani cent
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Slovákov nadchne cenou, dojazdom aj výbavou. Hyundai má chystať vynikajúci elektromobil
-
- Lacný ako Fabia, výkonný ako Porsche. Známa značka spustila predaj auta s dojazdom 2 000 km
- Vedci neverili výsledkom svojho výskumu. Agresívna jazda vraj môže predĺžiť životnosť batérie
- Chcel poradiť, pokúsila sa ho zabiť. Umelá inteligencia šokovala svet návodom na „chemickú zbraň“
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Slovákov nadchne cenou, dojazdom aj výbavou. Hyundai má chystať vynikajúci elektromobil
-
- Lacný ako Fabia, výkonný ako Porsche. Známa značka spustila predaj auta s dojazdom 2 000 km
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- BMW ide po Tesle. Nemci ukázali špičkové EV s dojazdom 900 km, ktoré pochová Model 3
- Chcel poradiť, pokúsila sa ho zabiť. Umelá inteligencia šokovala svet návodom na „chemickú zbraň“
- Americkí vedci nahradili v batériách meď týmto revolučným materiálom a výsledok ich šokoval. Svet elektromobility to môže úplne zmeniť
Dôležitý satelit za 88 miliónov dolárov zmizol. Jeff Bezos aj vedci ostali v šoku
Elektrické Volvá sa nepredávajú. Firma musí škrtať a prehodnocovať budúcnosť
Český premiér sa vzbúril proti novému návrhu EÚ: Súčasné ciele stačia, ďalšie nás ekonomicky zruinujú
Česko bičuje historické sucho. Meteorológovia prepisujú 60-ročné rekordy
ZSE spustilo letnú bombu: Slováci si môžu elektromobily nabiť zadarmo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP