Ученые создали натрий-ионные (Na-ion) элементы с твердым электролитом • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АВТОМОБИЛИ

Ученые из Университета Остина (Техас, США) создали Na-ионные элементы с твердым электролитом. Они еще не готовы к производству, но выглядят многообещающе: по некоторым параметрам аналогичны литий-ионным элементам, выдерживают несколько сотен рабочих циклов и используют дешевый и доступный элемент – натрий.

Асфальт, графен, кремний, сера, натрий – эти вещества и элементы позволят в будущем усовершенствовать электрические элементы. У них есть одна общая черта: они относительно легко доступны (за исключением графена) и обещают параметры, аналогичные, а может быть, даже лучшие в будущем, литиевые.

Интересна идея замены лития натрием. Оба элемента принадлежат к одной группе щелочных металлов, оба одинаково реакционноспособны, но натрий является шестым по распространенности элементом в земной коре, и мы можем получить его дешево. В Na-ионных элементах, разработанных в Техасе, литий в аноде заменяется натрием, а легковоспламеняющиеся электролиты заменяются твердыми электролитами на основе серы. (источник).

Первоначально использовался керамический катод, но он во время работы (прием заряда / перенос заряда) изменил размер и рассыпался. Поэтому его заменили гибким катодом из органических материалов. Разработанный таким образом элемент отработал без сбоев более 400 циклов заряда / разряда, а катод получил плотность энергии 0,495 кВтч / кг (это значение не следует путать с плотностью энергии всего элемента или батареи).

> Tesla Robotaxi с 2020 года. Вы ложитесь спать, а Тесла едет и зарабатывает для вас деньги

После дальнейшего усовершенствования катода удалось достичь уровня 0,587 кВтч / кг, что примерно соответствует значениям, полученным на катодах литий-ионных элементов. После 500 циклов зарядки аккумулятор был способен удерживать 89 процентов своей емкости.что также соответствует параметрам [более слабых] Li-ion ячеек.

Na-ионные элементы работают с напряжением ниже, чем литий-ионные элементы, поэтому их можно использовать для питания портативной электроники. Однако группа ученых из Остина также решила перейти к получению более высокого напряжения, чтобы элементы можно было использовать в электромобилях. Почему? Одним из основных параметров автомобиля является его мощность, а она напрямую зависит от силы тока и напряжения на электродах.

Стоит добавить, что Джон Гуденаф, изобретатель литий-ионных элементов, происходит из Университета Остина.

Открытие фотографии: реакция небольшого комка натрия на воду (c) Рон Уайт Эксперт по памяти – Тренировка памяти и тренировка мозга / YouTube. Еще примеры:

Это может вас заинтересовать: