Натрий-ионные батареи могут стать лучше благодаря графену и лазерам
Вы много слышали о недостатках литиево-ионных батарей, в основном связанных с медленными темпами увеличения мощности. Однако они также довольно дороги из-за необходимого лития для катодов. Натрий-ионные аккумуляторы показали некоторые перспективы в качестве гораздо более дешевой альтернативы, но производительность не была сопоставимой. С помощью лазеров и графена исследователи, возможно, разработали новый тип натриево-ионного аккумулятора, который работает лучше и может снизить стоимость технологии батареи на порядок.
Исследование исходит от Университета науки и технологий короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии. Большая часть воды в стране поступает из опреснения, поэтому остается много избытка натрия. Во всем мире натрий примерно в 30 раз дешевле лития, поэтому было бы неплохо, если бы мы могли использовать его как аккумуляторный катод. Проблема заключается в том, что стандартные графитовые аноды не удерживаются на ионах натрия, а также литий.
Команда KAUST рассмотрела способ создания материала, называемого твердым углеродом, для повышения эффективности натрия-ионов. Для получения твердого углерода обычно требуется сложный многоступенчатый процесс, который включает нагрев образцов до более 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов Цельсия). Это эффективно устраняет экономическое преимущество использования натрия в батареях. Команде KAUST удалось создать что-то вроде твердого углерода с относительной легкостью, используя графен и лазеры.
Все начинается с куска медной фольги. Группа применила полимерный слой, состоящий из полимочевины мочевины. Исследователи взорвали этот материал с помощью высокоинтенсивного лазера для создания графена с помощью процесса, называемого карбонизацией. Однако регулярного графена недостаточно. В то время как лазерный обжиг, в реакционную камеру добавляли азот. Азотные атомы в конечном итоге интегрируются в материал, заменяя некоторые атомы углерода. В конце, материал составляет около 13 процентов азота с остатком углерода.
Изготовление анодов из этого материала «3D graphene» дает несколько преимуществ. Во-первых, он очень проводящий. Чем больше атомный интервал, тем лучше для захвата ионов натрия в натриево-ионной батарее. Наконец, медная основа может использоваться как токоприемник в батарее, экономя дополнительные этапы изготовления.
Исследователи протестировали натрий-ионный аккумулятор с 3D-графеновыми анодами, обнаружив, что система превосходит существующие натрий-ионные системы. Это все еще не так сильно, как литий-ион, но эти более дешевые ячейки могут стать популярными для приложений, где высокоэффективная литий-ионная технология не нужна. Ваш телефон будет работать на литиевых батареях немного дольше.
Читать далее
AMD может разрешить кастомные карты RX 6900 XT, стартовые запасы могут быть ограничены
Ходят слухи, что Nvidia может быть не единственной компанией, столкнувшейся с нехваткой продукции в этот праздничный сезон. В целом, высокопроизводительные графические процессоры может быть очень сложно найти.
Сторонние ремонтные мастерские могут быть заблокированы для обслуживания камеры iPhone 12
Согласно недавнему отчету iFixit, неприязнь Apple к праву на ремонт достигла новых высот с iPhone 12 и iPhone 12 Pro.
Астрономы могут наконец узнать источник быстрых радиовсплесков
Три новых исследования сообщают о FRB в нашей галактике. Поскольку эта была намного ближе, чем прошлые сигналы, ученые смогли отследить ее до определенного типа нейтронной звезды, известной как магнитар.
Объявления о вакансиях для искусственного интеллекта скоро могут выглядеть так. Вы готовы?
Наше недавнее прошлое показало нам, что мы можем разработать такой тип машин, который вскоре откроет целую новую область прибыльной и полноценной работы.