Langlebigere Sodium-Ionen-Batterien am Skyline

Sodium ist fair und reichlich vorhanden und ein vielversprechender Kandidat pro neue Batterietechnologien. Zugegeben die begrenzte Leistung von Sodium-Ionen-Batterien hat ihre großtechnische Inanspruchnahme gestört.

Jetzt hat ein Forschungsteam des Pacific Northwest Nationalistisch Laboratory des Energieministeriums eine Sodium-Ionen-Batterie mit stark verlängerter Nutzungsdauer in Labortests entwickelt. Eine ausgeklügelte Verschiebung dieser Inhaltsstoffe, aus denen dieser flüssige Markröhre dieser Batterie besteht, verhindert die Leistungsprobleme, die natriumbasierte Batterien geplagt nach sich ziehen. Die in dieser Zeitschrift Nature Energy beschriebenen Ergebnisse liefern ein vielversprechendes Rezept pro eine Batterie, die eines Tages Elektrofahrzeuge auf Trab bringen und Schwung aus dieser Sonne speichern kann.

„Hier nach sich ziehen wir im Prinzip gezeigt, dass Sodium-Ionen-Batterien dasjenige Potenzial nach sich ziehen, eine langlebige und umweltfreundliche Batterietechnologie zu sein“, sagte PNNL-Hauptautor Jiguang (Jason) Zhang, ein Pionier dieser Batterietechnologien mit mehr qua 23 patentierten Erfindungen in Energiespeichertechnologie.

Dasjenige richtige Salz
In Batterien ist Elektrolyt dasjenige zirkulierende „Lebenssaft“, dasjenige den Energiefluss aufrechterhält. Dieser Elektrolyt entsteht durch Auflösen von Salzen in Lösungsmitteln, wodurch geladene Ionen entstehen, die zwischen dieser positiven und dieser negativen Elektrode fließen. Mit dieser Zeit werden die elektrochemischen Reaktionen, die den Energiefluss aufrechterhalten, träge und die Batterie kann sich nicht mehr aufladen. Zusammen mit aktuellen Sodium-Ionen-Batterietechnologien geschieht dieser Prozess viel schneller qua im Zusammenhang ähnlichen Lithium-Ionen-Batterien.

Dasjenige PNNL-Team unter dieser Rohrfernleitung dieser Wissenschaftler Yan Jin und Phung Le ging dieses Problem an, während es die flüssige Lösungskonzept und die Sorte des durchfließenden Salzes austauschte, um ein völlig neues Elektrolytrezept zu prosperieren. In Labortests erwies sich dasjenige neue Plan qua langlebig und hielt 90 von Hundert seiner Zellkapazität nachdem 300 Zyklen im Zusammenhang 4,2 Vanadium, welches höher ist qua im Zusammenhang den meisten zuvor gemeldeten Sodium-Ionen-Batterien.

Die derzeitige Elektrolytrezeptur pro Sodium-Ionen-Batterien führt dazu, dass sich dieser Schutzfilm am negativen Finale (dieser positive Elektrode) mit dieser Zeit auflöst. Dieser Streifen ist entscheidend, da er Natriumionen vorbeigehen lässt und taktgesteuert die Nutzungsdauer dieser Batterie verlängert. Die von PNNL entwickelte Technologie wirkt durch die Stabilisierung dieses Schutzfilms. Dieser neue Elektrolyt erzeugt zudem eine hauchdünne Schutzschicht am Pluspol (dieser negative Elektrode), die zur zusätzlichen Stabilität dieser gesamten Maß beiträgt.

Nicht brennbare Technologie
Die neue, von PNNL entwickelte Sodium-Ionen-Technologie verwendet eine natürliche Feuerlöschlösung, die untergeordnet unempfindlich im Unterschied zu Temperaturänderungen ist und mit hohen Spannungen betrieben werden kann. Ein Schlüssel zu dieser Umstand ist die ultradünne Schutzschicht, die sich hinaus dieser positive Elektrode bildet. Selbige ultradünne Schicht bleibt nachdem ihrer Entwicklung stabil und bietet die im Forschungsartikel beschriebene Menorrhagie Nutzungsdauer.

„Wir nach sich ziehen untergeordnet die Produktion von Gasdampf an dieser negative Elektrode gemessen“, sagte Phung Le, ein PNNL-Batteriechemiker und einer dieser Hauptautoren dieser Studie. „Wir nach sich ziehen eine sehr minimale Gasproduktion festgestellt. Dies liefert neue Erkenntnisse zur Weiterentwicklung stabiler Elektrolyte pro Sodium-Ionen-Batterien, die im Zusammenhang erhöhten Temperaturen betrieben werden können.“

Noch hinkt die Sodium-Ionen-Technologie in dieser Energiedichte dem Lithium retrospektiv. Zugegeben es hat seine eigenen Vorteile, wie z. B. Unempfindlichkeit im Unterschied zu Temperaturänderungen, Stabilität und Menorrhagie Nutzungsdauer, die pro Anwendungen in bestimmten leichten Elektrofahrzeugen und sogar pro Netzenergiespeicher in dieser Zukunft wertvoll sind.

Dasjenige Forschungsteam verfeinert ihr Plan weiter. Le stellte verspannt, dass dasjenige Team mit anderen Designs experimentiert, um die Notwendigkeit zu reduzieren – und schließlich zu radieren – Kobalt zu verwenden, dasjenige giftig und teuer ist, wenn es nicht zurückgewonnen oder recycelt wird.

Neben Jin, Le und Zhang gehörten zum gesamten PNNL-Forschungsteam Peiyuan Gao, Yaobin Xu, Biwei Xiao, Mark H. Engelhard, Xia Cao, Thanh D. Vo, Jiangtao Hu, Lirong Zhong, Bethany E. Matthews und Ran Yi , Chongmin Wang, Xiaolin Lithium und Jun Liu.

Forschungsbericht: Solvatationsarme Elektrolyte pro Hochvolt-Sodium-Ionen-Batterien

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