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
Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
Vedci prepočítali šance na mimozemský život. Ak zachytíme signál, príde od tejto civilizácie
Bývalý vedec z NASA exkluzívne: Takto urobíme z Marsu obývateľnú planétu pre ľudí
Vedci ostali bez slov. Kvantový čip „z paralelných svetov“ objavil novú fázu hmoty a posúva hranice fyziky
Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Slováci prídu o 3 dni pracovného pokoja. Po kritike opozície a cirkvi je v hre náhrada za 6. január
Zápasník Conor McGregor odstúpil z prezidentskej kampane v Írsku. Prieskumy ukázali, že by prehral na plnej čiare
Päť potravín, ktoré ničia tvoj mozog: Lekárka odhalila, čo nikdy neje, preto zostáva mladá a plná energie
Vlastný vchod, bar, sedenie a nerušený výhľad: Organizátori vypredaného koncertu Dara Doma predstavili exkluzívne lístky, vďaka ktorým sa budeš cítiť ako VIP
Mozgová hmla ťa oberá o schopnosť myslieť. Lekár odhalil štyri jednoduché riešenia
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Výborný dojazd a cena ako pre Slovákov. Škoda predstavila nový dostupný elektromobil
- Lietajúce auto zo Slovenska je zachránené. Toto s ním bude ďalej
- Americké SUV vstupuje na európsky trh. Lucid Gravity má dojazd, ktorý zatieni Teslu. Z ceny ti však padne sánka
- 2 000 koní, strhujúce zrýchlenie a šialené ceny. Toto je TOP 10 najdrahších elektromobilov sveta
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
-
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Slováci začali objednávať lacné elektromobily z Číny. Zistili sme, ako na to a aké sú celkové náklady (ROZHOVOR)
- Veľký zlom v histórii elektromobility: Ropný gigant vyvinul kvapalinu, ktorá nabije elektromobil za 10 minút
- Zvládne až 160 parkovacích scenárov. Tento elektromobil vie zaparkovať úplne sám, má dojazd 820 km
- Nový radar s AI zarazil vodičov. Nemeria však rýchlosť, dáva mastné pokuty za niečo úplne iné
-
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Japonci zaskočili konkurenciu. Nissan predstavil motor, aký svet ešte nevidel
- Slováci začali objednávať lacné elektromobily z Číny. Zistili sme, ako na to a aké sú celkové náklady (ROZHOVOR)
- Európske automobilky sa otriasajú. Šéf Stellantisu poslal Bruselu tvrdý odkaz, čas sa kráti
- Nemci na diaľnici prekvapili: Hoci môžu jazdiť neobmedzenou rýchlosťou, toto je realita
Nenápadný faktor nás oberá o miliardy eur: Európska únia je pod tlakom extrémnych javov, ničia ekonomiku štátov
Slováci v tom majú jasno: Táto vec najviac znečisťuje ovzdušie v našej krajine
Americký gigant má na krku vážny problém. Na pôde východnej mocnosti porušil dôležitý zákon
Izolujú sa od sveta. Táto krajina svoj jadrový status zakotvila v zákone, Západ je v obavách
Klimatický šok: Fosílne palivá ich devastujú, verný spojenec Západu stojí pred nezvratnou skazou
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP