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

От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир

Мир хранения энергии меняется благодаря кванто...

Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию
Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию

Превращение солнечной энергии в химическу...

Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров
Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров

Европейская комиссия дала зеленый свет огромно...

1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии
1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии

Стремление Китая использовать энергию звезд до...

Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму
Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму

Токамак SMART успешно произвел первую плазму, ...

В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%
В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%

Ученые Томского политехнического университета ...

Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии
Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии

Живая лаборатория по использованию тепла ...

JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей
JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей

Глобальная гонка за увеличение срока служ...

AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии
AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии

Батареи стали неотъемлемым компонентом совреме...

AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка
AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка

Перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все...

В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики
В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики

Новый метод производства материалов, которые м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
От Nokia к микросхемам: как Тампере снова сделает Финляндию великой
От Nokia к микросхемам: как Тампере снова сделает Финляндию великой
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Ибогаин 2.0: ученые создают новое поколение лекарств от депрессии и зависимости
Ибогаин 2.0: ученые создают новое поколение лекарств от депрессии и зависимости
Ученые выяснили, что больше влияет на цену на жилье — вид из окна или площадь
Ученые выяснили, что больше влияет на цену на жилье — вид из окна или площадь
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации

Новости компаний, релизы

Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске