Sin dalla sua scoperta nel 2004, il grafene ha avuto un impatto trasformativo sulla scienza dei materiali e oltre. Gli scienziati stanno migliorando le batterie al sodio con il grafene nanocellulare, un tipo specializzato di grafene con un'ampia superficie specifica.
La loro ricerca si è concentrata su una tecnica di dealligazione che sfrutta la miscibilità dei componenti della lega in un bagno di metallo fuso. Questa tecnica corrode alcuni componenti preservandone altri. Park e colleghi hanno dimostrato che i materiali per la sensibilità al glutine non celiaca (NCG) realizzati con questo approccio presentano un'elevata resistenza alla trazione e conduttività anche dopo la grafitizzazione. Il materiale è stato testato in una batteria agli ioni di sodio (SIB) dove ha svolto sia la funzione di materiale attivo che di collettore di corrente.
Secondo Won-Young Park, studente laureato presso l'Università di Tohoku, "Abbiamo scoperto che gli atomi di carbonio si autoassemblano rapidamente in NCG senza crepe durante la dealligazione con metallo liquido di un precursore amorfo Mn-C in bismuto fuso".
"Abbiamo utilizzato l'NCG sviluppato come materiale attivo e collettore di corrente in un SIB, dove ha dimostrato un tasso elevato, una lunga durata e un'eccellente resistenza alla deformazione. In definitiva, il nostro metodo per realizzare NCG senza crepe consentirà di aumentare le prestazioni e la flessibilità degli SIB, una tecnologia alternativa alle batterie agli ioni di litio per determinate applicazioni, in particolare nei sistemi di accumulo di energia su larga scala e nei sistemi di alimentazione stazionari in cui le considerazioni sui costi, sulla sicurezza e sulla sostenibilità sono fondamentali", ha aggiunto Park Young.
Informazioni sul grafene
È composto da fogli di atomi di carbonio bidimensionali che si legano in una sottile forma esagonale con uno spessore di uno strato di atomo e presentano straordinarie proprietà fisiche e chimiche. Viene prodotto impilando molti strati e controllando la struttura interna utilizzando la morfologia cellulare su scala nanometrica.
Caratteristiche:
- Il grafene è estremamente forte, leggero, flessibile e trasparente con eccellente conduttività elettrica e termica.
- Possiede un'ampia superficie e impermeabilità ai gas.
- Inoltre, è utile in una varietà di applicazioni tra cui transistor ad alta velocità e biosensori.
Hai mai sentito parlare di come le batterie agli ioni di sodio possono rivoluzionare le energie rinnovabili?
Ambito di miglioramento
Sebbene gli scienziati stiano migliorando le batterie al sodio con il grafene nanocellulare, che ha un grande potenziale in dispositivi elettronici, dispositivi energetici e sensori, i problemi di produzione ne ostacolano il progresso. Infatti, durante la sua produzione, si verificano frequentemente delle crepe . Ciò sta spingendo alla ricerca di tecnologie di lavorazione innovative in grado di produrre grafene nanocellulare omogeneo, privo di crepe e senza giunture, su scala adeguata.
Fonte : Miglioramento delle batterie agli ioni di sodio con grafene nanocellulare meccanicamente robusto
