Sodyum iyon piller daha ucuz bir alternatif.
Lityum iyon ve sodyum iyonu
Şimdiye kadar, lityum iyon piller, şarj edilebilir piller arasında 1 numaralı noktadaydı. Lityum iyon piller, motosiklet ve otomobillerin uzun ömürlülük veya stabilite yerine daha uzağa gitmesine yardımcı olan enerji yoğunluğuna sahiptiler. Ayrıca rekabetçi fiyatlara sahiptirler ve hızlı şarj sürelerine sahiptirler. Ancak lityum, kobalt ve bakır gibi diğer düşük maliyetli metaller dünyanın en bol malzemeleri arasında değildir ve bunların sürekli artan talepleri tedarik sorunlarına yol açabilir.
O yüzden bu yeni pil alternatifi olan Sodyum, yeryüzünde en çok bulunan altıncı elementtir, esasen sınırsızdır ve sürdürülebilirdir.
Sodyum iyon piller daha ucuz bir alternatif olarak ortaya çıkıyor. Sodyum iyon pillerin ticari olarak nasıl uygun hale getirilebileceğine dair birçok ülkede devam eden çok sayıda çalışma vardır.
sodyum iyon bataryalar için yeni bir karbon bazlı bir malzemenin üretilmesi için bir enerji tasarrufu sağlayan bir yöntem bulduk olduğunu ortaya çıkarmıştır.
Çalışma, sert karbonun içindeki nano boyutlu gözeneklerin inorganik bir şablonu olarak magnezyum oksit (MgO) kullanılarak şarj edilebilir pillerin negatif elektrodu olarak görev yapan oldukça gözenekli bir malzeme olan sert karbonun sentezine odaklandı.
Tokyo Bilim Üniversitesi’nin yayınında şunlar belirtiliyor:
Araştırmacılar, elde edilen sert karbon elektrodunun nanoyapısını hassas bir şekilde ayarlamak için MgO şablonunun bileşenlerini karıştırmak için farklı bir teknik keşfettiler. Çok sayıda deneysel ve teorik analizden sonra, 478 mAh / g kapasiteli sert karbon üretmek için optimum üretim koşullarını ve bileşenlerini açıkladılar ki bu, bu tür malzemede şimdiye kadar bildirilen en yüksek değerdir.
Bu yeni geliştirilen sert karbon elektrot malzemesinin kapasitesi, şu anda lityum iyon pillerde negatif elektrot malzemesi olarak kullanılan grafitin (372 mAh / g) kapasitesini aşıyor.
Teorik olarak, bu sert karbon negatif elektrota sahip bir sodyum iyon pil, standart bir lityum iyon pilden 0,3 volt daha düşük bir voltaj farkında çalışacak olsa da, birincisinin daha yüksek kapasitesi, çok daha büyük bir enerji yoğunluğuna yol açacaktır. Ağırlık (1600 Wh / kg’ye karşı 1430 Wh / kg), enerji yoğunluğunda % 19’luk bir artışla sonuçlanır.
Araştırma ekibinden Profesör Shinichi Komaba şunları söyledi:
Çalışmamız, lityum iyon pillerin daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip olduğu yönündeki yaygın inancı tersine çevirerek yüksek enerjili sodyum iyon pilleri gerçekleştirmenin mümkün olduğunu kanıtlıyor. Geliştirdiğimiz son derece yüksek kapasiteli sert karbon, yeni sodyum depolayan malzemelerin tasarımına bir kapı açtı.
Önerilen malzemenin sodyum iyon pillerde gerçekten üstün kullanım ömrü, girdi-çıktı özellikleri ve düşük sıcaklıkta çalışma sağladığını doğrulamak için daha fazla çalışma yapılması gerekecektir.
Fotoğraf: Hilary Halliwell / Pexels.com