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

Новые спутники Starlink SpaceX оснащены космическими лазерами

По словам генерального директора Илона Маска, это первые узлы в сети SpaceX, которые имеют полностью работающие системы лазерной связи, позволяющие спутникам общаться друг с другом без наземных станций для более быстрого и обширного покрытия.

Ученые используют лазеры, чтобы увидеть в заблокированной комнате

Так называемая технология без линейного зрения (или NLOS) является все более распространенной зоной исследования в эпоху самостоятельно-транспортных средств, которые принесут пользу от возможности увидеть, что вокруг изгиба. Теперь команда из STANFORD Computational Paining Lab привлекла идею еще дальше, шпионив объекты внутри запертой комнаты. Все, что им нужно, это лазер и замочная скважина.

Какой самый большой лазер в мире?

Я пытался найти единственный самый большой лазер в мире, но оказывается, я избалован на выбор.

НАСА надеется точно определить воду на Луне крошечным, мощным лазером

Отложения воды на Луне могут обеспечить важные ресурсы для поддержания астронавтов и разведка топлива на Луне и за ее пределами, но сначала мы должны точно знать, где эта вода находится. Инженер в центре космических полетов в Годдарде НАСА разработал крошечный лазер, который мог бы стать ключом к отслеживанию этих отложений водного льда.