Ученые создали перезаряжаемую натриевую батарею с помощью дубового листа

Ученые создали перезаряжаемую натриевую батарею с помощью дубового листа

Поиск метода создания аккумулятора из натрия, а не лития, принял пара неожиданный поворот, в то время, когда исследователи из университета штата Мэриленд и Национального центра нанонауки и технологии из Пекина поняли, что запеченный дубовый лист, наполненный натрием, выступил действенным отрицательным полюсом для батареи пилотной версии.

Потому, что любой, кто когда-либо делал аккумулятор из лимона (либо картофеля) не забывает, что делать батарею из органического вещества, непременно, быть может, и это имело возможность бы сыграть собственную роль в разработке работоспособной батареи на натриевой базе.

Натрий теоретически обязан содержать больше заряда, чем литий, но на практике он не имеет возможности выдержать столько разряда и циклов заряда. Одним из камней преткновения был поиск подходящего материала для анода, что совместим с натрием. Графит, что употребляется в литий-ионных батарей, не подходит, поскольку ионы Na имеют намного больший ионный диаметр, чем у лития.

Возможно применять графен, но он отнимает большое количество времени и дорог в производстве.

Ранние опыты включали и другие источники биомассы, такие как торф, банановая кожура, и кожура дыни, но они требуют дополнительной покрытия и обработки.

«Естественная форма страницы уже соответствует структуре батареи: малая площадь поверхности, что сокращает недостатки, большое количество небольших структур, расположенных близко друг к другу, что увеличивает пространство; кроме этого внутренние структуры формы и нужного размера, каковые будут употребляться с натриевым электролитом», сообщил Фэй Шен (Fei Shen), студент трудящийся над проектом.

Сперва ученые обрабатывают сухой лист, применяя пиролиз, выпекая его при 1000 ° C (1832 ° F) в течение одного часа в среде, лишенной кислорода, дабы выжечь все, не считая главной углеродной структуры. Чтобы удалить другие неорганические примеси, каковые смогут помешать электрохимическим процессам, они погружают лист в хлороводород на 6 часов.

В следствии получается обугленный лист, все еще усыпанный порами на нижней стороне, которая в большинстве случаев разрешает странице поглощать воду и осуществлять обмен газами. В обугленном состоянии поры страницы более чем подходят для поглощения электролита натрия. Слои углерода на плотной внешней части страницы приняли вид наслоений наноструктурированного углерода, поглощающего натрий, что несет заряд.

В собственном обугленном состоянии верхняя часть страницы плоская, плотная и пригодна в качестве токоприемной плоскости в ходе электрохимических реакций.

Команда применяла батареи, размером с монету, с натриевыми пластинами в качестве электродов для сравнения, и лист показал себя как действенный анод для натриевой батареи, талантливой хранить 360 мАч на грамм собственного веса.

Лист анода был испытан в нескольких циклах и был стабильным, сохранив 90 процентов емкости по окончании 200 циклов. Весьма интересно подчернуть, что эффективность зарядки кроме этого остается довольно большой на уровне около 75 процентов, что ученые приписывают низкому формированию SEI (межфазная граница жёсткого электролита) благодаря малой площади поверхности страницы-мембраны.

«Дабы создать батарею, мы попытались другие натуральные материалы, такие как древесное волокно», сообщил Лянгбинг Ксу (Liangbing Ху), инженерии кафедры и доцент материаловедения и ученый исследовательского центра Университета штата Мэриленд. «Лист рекомендован природой для хранения энергии для ее последующего применения, и применяя листья так, возможно создать экологичное широкомасштабное хранение энергии».

Ученые кроме этого экспериментировали с несколькими страницами, соединенными между собой и собираются тестировать разные типы листьев, дабы отыскать листья с лучшими особенностями для хранения энергии. Они говорят, что на сегодня у них нет никаких замыслов по коммерциализации собственной идеи.

по данным: nanocenter.umd

Как зарядить крону на 9 Вольт


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: