It is expected to replace lithium-ion batteries! US scientists develop new "dream battery"
American scientists published a paper in the latest issue of the "Journal of the American Chemical Society" saying that they have developed a new type of sodium-sulfur battery that solves the problems of dendrites commonly faced by similar batteries and makes the battery life longer - after 300 cycles Charge and discharge are still stable performance. The latest research is an important milestone on the road to commercialization of sodium-sulfur batteries, which are expected to replace the widely used lithium-ion batteries in the future.
: Δίκτυο Οργανισμού Φυσικών
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου-χρησιμοποιούνται ευρέως επί του παρόντος σε smartphone και ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, το λίθιο και το κοβάλτιο, οι πρώτες ύλες για την παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου{{1}, δεν είναι μόνο περιορισμένα σε αποθέματα, αλλά έχουν και ορισμένες αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης μεγάλων ποσοτήτων υπόγειων υδάτων, της ρύπανσης από πηγές εδάφους και νερού, οι εκπομπές άνθρακα είναι υψηλές. Υλικά όπως το νάτριο και το θείο είναι φθηνότερα, πιο εύκολα διαθέσιμα (το νάτριο μπορεί να ληφθεί από τον ωκεανό) και πιο φιλικά προς το περιβάλλον. Έχοντας αυτό υπόψη, οι ερευνητές εργάζονται σε μπαταρίες με βάση το νάτριο-που μπορούν να λειτουργήσουν σε θερμοκρασία δωματίου τα τελευταία 20 χρόνια.
The latest research leader, Professor Arumgan Mantiram, Director of the Materials Institute at the University of Texas at Austin, said: "The sodium and sulfur are abundant, environmentally friendly, and cost-effective, making sodium-sulfur batteries a promising alternative. kind of 'dream battery'."
In two recent studies of sodium batteries by Mantiram's team, the scientists adjusted the composition of the electrolyte to help ions move back and forth between the cathode and anode, stimulating the charging and discharging of the battery. In addition, they have overcome a common problem in sodium batteries -- needle-like dendrites that grow on the battery's anode, causing the battery to rapidly age, short-circuit, and even catch fire and explode.
The researchers explain that in previous sodium-sulfur battery electrolytes, intermediate compounds formed from sulfur would dissolve in the electrolyte and shuttle between the two electrodes within the battery, leading to material loss, component degradation and dendrite formation. The new electrolyte they formulated uses an inert (not involved in chemical reaction) solvent to dilute the concentrated salt solution, thereby keeping the electrolyte in a "semi-dissolved" state. The results show that the new electrolyte can prevent the dissolution of sulfur, thus solving the shuttle and dendrite problems. This allows the battery to last longer, showing stable performance after 300 charge-discharge cycles.
Οι τιμές λιθίου έχουν εκτοξευθεί στα ύψη τον περασμένο χρόνο και οι εκκλήσεις για εναλλακτικές λύσεις αντί των μπαταριών ιόντων λιθίου- έχουν αυξηθεί. Οι ερευνητές σχεδιάζουν να αξιοποιήσουν αυτή την ανακάλυψη δοκιμάζοντας μεγαλύτερες μπαταρίες για να δουν εάν μπορούν να εφαρμοστούν σε ηλεκτρικά οχήματα και στην αποθήκευση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως ο άνεμος και η ηλιακή ενέργεια.
