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
Na Zemi také niečo neexistuje. Vedci objavili minerál, ktorý môže objasniť pôvod života
Obyčajný WiFi router odhalil viac, než by si čakal. Vedci ho premenili na zdravotnú pomôcku
K zrážke záhadného objektu s Marsom môže prísť už čoskoro. NASA má šancu na životnú misiu
Nevinný zvyk s mobilom sa mení na riziko. Výskum ukázal šokujúce fakty
Microsoft testuje budúcnosť internetu. Úplne nové vlákna prenášajú dáta 1000x rýchlejšie, než dnešná optika
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Až o 600 eur nižší 13. dôchodok: Nové pravidlo môže tvrdo zasiahnuť jednu skupinu penzistov
Tajomstvo dlhovekosti sa neskrýva v krémoch. Renomovaná chirurgička odhalila 3 kroky, ako spomaliť starnutie
Zabudni na Monako. Novou „mekkou“ pre miliardárov je dovolenkový raj Slovákov, platia len smiešnu daň
„Krvavý Mesiac“ rozžiari oblohu nad Slovenskom: Jedno z najdlhších zatmení za desaťročie uvidíš už tento víkend
Jogurt za 14 eur, nájom za 2 000: Túto krajinu expati hromadne opúšťajú, luxus bez daní sa mení na drahú pascu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Trh s elektromobilmi v Číne explodoval. Teraz mu hrozí vlastná smrť
- Stojí len 8 200 eur. Čínska značka pôsobiaca aj na Slovensku, predstavila elektromobil s novou technológiou
- Tomu už dnes nemôže veriť nikto. Kia znegovala najväčší mýtus odporcov elektromobility
- Automobilový priemysel čelí obrovskej kríze. Európa robí veľkú chybu, za ktorú môže draho zaplatiť
- BMW to myslí naozaj vážne. Už čoskoro spustí sériovu výrobu odpísaného pohonu áut
-
- Trh s elektromobilmi v Číne explodoval. Teraz mu hrozí vlastná smrť
- Nový plán Tesly je fiasko. Elektromobily zmizli, toto má podľa Muska zachrániť budúcnosť
- Stojí len 8 200 eur. Čínska značka pôsobiaca aj na Slovensku, predstavila elektromobil s novou technológiou
- Tomu už dnes nemôže veriť nikto. Kia znegovala najväčší mýtus odporcov elektromobility
- BMW to myslí naozaj vážne. Už čoskoro spustí sériovu výrobu odpísaného pohonu áut
-
- BMW to myslí naozaj vážne. Už čoskoro spustí sériovu výrobu odpísaného pohonu áut
- Najväčší problém elektromobilov rozpustili ako cukrovú vatu. Vedci ukázali riešenie, ktoré všetko zmení
- EÚ ide po vodičoch. Drastické zmeny pocítia aj Slováci, za toto ti môžu zobrať vodičák (PREHĽAD)
- Vybabral s Rusmi a tí sa nestihli čudovať. Vojak unikol z obkľúčenia ako z vojenského sci-fi filmu
- Nový plán Tesly je fiasko. Elektromobily zmizli, toto má podľa Muska zachrániť budúcnosť
Historický úspech na trhu ojazdených áut. SUV a crossovery vedú naprieč regiónom
Liga proti rakovine spustila AI poradkyňu. Ženám radí nonstop a zadarmo
Fico a Zelenskyj sa stretli v Užhorode. Témou bola energetika aj mier
Oficiálne závery sú vonku. SAV potvrdzuje bezpečné množstvá DNA v dávke
Putin a Si Ťin-pching sa rozprávali o nesmrteľnosti. Chcú sa dožiť 150 rokov, televízia zvuk vypla
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP