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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom oknePortál 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

Prvý mimozemský život môže byť za rohom. Jej objav však spustí veľký konflikt, tvrdia experti

Vedci našli kvantový stav, ktorý klasické modely nevedeli predpovedať. Výsledok je ohromujúci
Ľudstvo vytvorilo najväčšiu mapu vesmíru v histórii. Má 5,6 bilióna pixelov a 4 miliardy objektov

Atóm nechali padať a zároveň stáť na mieste. Výsledok potvrdil takmer 100-ročnú Einsteinovu teóriu

Vedci zbúrali 145 rokov starý predpoklad fyziky. Slávny jav funguje aj tam, kde nemal
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Toto je kontrolka, ktorú musíš pri tankovaní poznať. Mnoho vodičov o tom nevie
PREMIUMObjednáš si Adidas, príde ti „Abidas“. Falzifikát originálu najčastejšie prezradí jeden detail

Najstaršia rodinná firma sveta prežila 40 generácií. Po 1 400 rokoch ju položil 343-miliónový dlh (PRÍBEH)

1 552 eur v hrubom: Minimálna mzda vystrelí nahor, polepšia si najmä tieto profesie

Rakúšania plánujú na Gemeri postaviť solárny gigant. Projekt má 62-tisíc panelov, ovce a včely
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- 2,6 kilometra pod zemou vzniká baňa novej generácie. Diesel v nej nahradilo 66 elektrických strojov
- Svätý grál elektromobilov ide do výroby. Prelomová batéria má 381 Wh/kg, stojí za ňou Mercedes
- Predali ich už vyše 426-tisíc. Nový čínsky elektromobil stojí len 7 000 eur, jeho dojazd prekvapí
- Číňania poslali do Európy veľký predajný hit. EV s dojazdom 345 km stojí pod 20-tisíc eur
- Číňania posúvajú hranice elektrických SUV. Nové auto má batériu väčšiu než dva malé EV dokopy
-
- 2,6 kilometra pod zemou vzniká baňa novej generácie. Diesel v nej nahradilo 66 elektrických strojov
- Svätý grál elektromobilov ide do výroby. Prelomová batéria má 381 Wh/kg, stojí za ňou Mercedes
- Číňania posúvajú hranice elektrických SUV. Nové auto má batériu väčšiu než dva malé EV dokopy
- Číňania poslali do Európy veľký predajný hit. EV s dojazdom 345 km stojí pod 20-tisíc eur
- Lacné elektromobily majú odvrátenú stranu. Najväčší výrobca batérií posiela automobilkám varovanie
-
- 2,6 kilometra pod zemou vzniká baňa novej generácie. Diesel v nej nahradilo 66 elektrických strojov
- Volkswagen našiel páku na čínske autá. Elektrické SUV s dojazdom 660 km predáva za 18 600 eur
- Nie každému bude stačiť ísť 25 km/h. Tisíce Slovákov čaká povinnosť PZP, inak hrozia vysoké pokuty
- Má 1 600 koní a pokorí Lamborghini. Čínsky superšportiak stojí menej ako Porsche
- Najlacnejšie elektrické SUV na Slovensku stojí pod 20-tisíc. Cenovka však skrýva veľký háčik
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Toto je kontrolka, ktorú musíš pri tankovaní poznať. Mnoho vodičov o tom nevie
PREMIUMObjednáš si Adidas, príde ti „Abidas“. Falzifikát originálu najčastejšie prezradí jeden detail

Najstaršia rodinná firma sveta prežila 40 generácií. Po 1 400 rokoch ju položil 343-miliónový dlh (PRÍBEH)

1 552 eur v hrubom: Minimálna mzda vystrelí nahor, polepšia si najmä tieto profesie



