Появилась теоретическая возможность отказа от лития в пользу натрия в батареях

Литий становится новым золотом: стремительное использование литий-ионных аккумуляторов в электромобилях, компьютерах и портативных устройствах приводит к росту цен и влияет на предложение относительно редкого металла.

Ученые находятся на пороге открытия и разработки нового способа использования натрия для замены части лития, что позволит снизить стоимость и гарантировать поставки.

Недавно ученые рассмотрели возможность полного отказа от лития и использования натрия или других элементов в высококачественных батареях. Натрий дешевле и доступнее (он содержится в морской воде в виде хлорида натрия), но у них есть свои недостатки, и литиевые батареи остаются лучшими с точки зрения обеспечения концентрированного заряда, необходимого для питания автомобилей и портативных устройств. Докторант Туллио Джерачи и профессор Александра Навроцки из Университета штата Аризона применили другой подход: смешивание лития и натрия в одном аккумуляторе обещает снять проблемы с поставками и открыть путь к созданию более дешевых аккумуляторов и более надежной цепочки поставок.

Группа занимается изготовлением литий-натриевых материалов и характеризует их структуру, однородность и термодинамические свойства. Для измерения энергетической стабильности материалов используется специализированная методика, разработанная и оптимизированная в лаборатории Навроцкого (высокотемпературная калориметрия растворов оксидных расплавов), а в экспериментах по нагреву определяется возможность их разложения в процессе эксплуатации.

Представляя свои результаты на конференции по геохимии имени Гольдшмидта, Туллио Джерачи сказал:

Мы смешивали небольшое количество натрия с литием, проверяли смесь на стабильность, а затем смотрели, как она работает. Это поэтапный процесс, и когда мы только начинали, стабильность была малообещающей — прежде всего, нужно было проверить, остается ли смесь в пригодном для использования виде. Но по мере увеличения содержания натрия стабильность улучшалась. К настоящему времени мы достигли 10%-ной смеси, и это, похоже, нормально, она все еще термодинамически стабильна. Мы полагаем, что сможем довести этот показатель примерно до 20%, прежде чем увидим существенную разницу в производительности.

Туллио Джерачи продолжает:

Сначала мы не были уверены, что такие разбавления Li/Na вообще возможны. Удивительно, но мы обнаружили, что слабые разбавления имеют тенденцию разрушаться, растворы теряют свою однородность и кристаллическую структуру, что очень важно для производства батареи. Но при увеличении количества натрия материал становится более стабильным. После того как мы получим оптимальную смесь, мы должны передать наши наработки технологам-аккумуляторщикам для производства первых натрий-литиевых аккумуляторов. Мы считаем, что это первые шаги в развитии новой аккумуляторной технологии.

Профессор Нэнси Росс (факультет геонаук, Virginia Tech, Blacksburg VA) прокомментировала:

Исследование Джерачи и Навроцкого показывает, как геохимия может применяться для разработки новых материалов, имеющих технологическое значение. Их исследование открывает перспективный путь к поиску альтернативных, более доступных и устойчивых источников для литиевых батарей, от которых мы зависим в повседневной жизни.

Профессор Росс не принимала участия в данной работе, это был независимый комментарий.

12.07.2023


Подписаться в Telegram



Энергия

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Синергия виртуального сервера и облака: преимущества облачных VPS и VDS