Eine Gruppe von Forschern der Chalmers University of Technology in Schweden hat eine neue Idee entwickelt Hochleistungselektrodenmaterialien für Natriumbatterien. Dazu verwenden sie eine neue Art von Graphen, die für die Speicherung von Natrium verantwortlich ist. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass es ist vergleichbar mit den Lithium-Ionen-Akkus das werden heute verwendet.
Lithium ist ein Material, das funktioniert sehr gut zum Speichern von Energie , aber es ist sehr teuer und heute gibt es Bedenken hinsichtlich seiner langfristigen Versorgung und der Probleme, die es in der Umwelt verursachen kann.
Natrium, eine Alternative zu Lithium
Aber, Natrium ist ein viel billigeres Material und das macht es zu einem attraktiven Material für die Herstellung von Batterien.
Zur Zeit Natrium-Ionen-Batterien können nicht mit Lithium-Batterien konkurrieren da es ein limitierendes Material gibt, das Graphit ist. Die Ionen sind darin eingeschlossen, sodass sie ein- und ausgehen und für den Energieverbrauch gespeichert werden können.
Natriumionen sind größer als Lithiumionen und interagieren anders. Dies führt dazu, dass sie nicht effizient in der Graphitstruktur gespeichert werden können. Deshalb haben Forscher nach einer Methode gesucht um dies zu lösen.
Um dies zu beheben, wurde auf einer Seite der Graphenschicht ein Molekülspacer hinzugefügt. Dies bedeutet, dass das Molekül beim Stapeln der Schichten einen größeren Raum zwischen dem Graphen schafft und einen Interaktionspunkt ergibt, der bewirkt eine größere Kapazität.
Eine enorme Steigerung der Batteriekapazität
Die Natrium-Interkalationskapazität in Graphit beträgt etwa 35 Milliamperestunden pro Gramm , aber mit dem neuen Graphen eine Kapazität von 332 Milliamperestunden pro Gramm wurden erreicht.
Somit viel mehr Fähigkeit, Natriumionen zu interkalieren, wurde erreicht. Obwohl dies derzeit nur frühe Tests sind, ist die Forschung vielversprechend und kann bei der zukünftigen Batterieentwicklung helfen.
Eine kuriose Tatsache über dieses neue Graphen ist, dass sie es zu Ehren des römischen Gottes der zwei Gesichter Janus Janus-Graphen nennen, da diese Art von Graphen eine asymmetrische chemische Funktionalisierung auf gegenüberliegenden Seiten aufweist.
Dieses Material ist noch weit davon entfernt, in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt zu werden , aber die Ergebnisse zeigen, dass das Design sehr dünner Graphenschichten möglich ist, um eine größere Energiespeicherung zu erzeugen.
Daher ist diese neue Forschung könnte der erste stein sein um in Zukunft Natrium-Ionen-Batterien mit hoher Kapazität zu produzieren.
