Od czasu odkrycia w 2004 r. grafen miał transformacyjny wpływ na naukę o materiałach i nie tylko. Naukowcy ulepszają baterie sodowe za pomocą nanokomórkowego grafenu, który jest wyspecjalizowanym rodzajem grafenu o dużej powierzchni właściwej.
Ich badania koncentrowały się na technice przetwarzania metodą odlutowania, która wykorzystuje mieszalność składników stopu w kąpieli stopionego metalu. Powoduje ona korozję niektórych składników, a jednocześnie chroni inne. Park i współpracownicy udowodnili, że materiały nieceliakalnej nadwrażliwości na gluten (NCG) wytworzone tą metodą charakteryzują się wysoką wytrzymałością na rozciąganie i przewodnością nawet po grafityzacji. Materiał przetestowano w akumulatorze sodowo-jonowym (SIB), gdzie pełnił on zarówno funkcję materiału aktywnego, jak i kolektora prądu.
Według studentki Won-Young Park z Uniwersytetu Tohoku: „Odkryliśmy, że atomy węgla szybko samoczynnie się organizują w NCG bez pęknięć podczas oddzielania ciekłego metalu od amorficznego prekursora Mn-C w stopionym bizmucie”
„Użyliśmy opracowanego NCG jako materiału aktywnego i kolektora prądu w SIB, gdzie wykazał się on wysoką szybkością, długą żywotnością i doskonałą odpornością na odkształcenia. Ostatecznie nasza metoda wytwarzania NCG bez pęknięć umożliwi zwiększenie wydajności i elastyczności SIB — alternatywną technologię dla baterii litowo-jonowych w przypadku niektórych zastosowań, szczególnie w magazynowaniu energii na dużą skalę i stacjonarnych systemach energetycznych, w których koszty, bezpieczeństwo i kwestie zrównoważonego rozwoju są najważniejsze” — dodał Park Young.
O grafenie
Składa się z dwuwymiarowych arkuszy atomów węgla, które łączą się w cienki sześciokąt o grubości jednej warstwy atomu i charakteryzują się niezwykłymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Powstaje poprzez układanie wielu warstw i kontrolowanie wewnętrznej struktury za pomocą nanoskalowej morfologii komórkowej.
Cechy:
- Grafen jest niezwykle mocny, lekki, elastyczny i przezroczysty o doskonałej przewodności elektrycznej i cieplnej.
- Posiada dużą powierzchnię i jest nieprzepuszczalny dla gazów.
- Ponadto jest przydatny w wielu zastosowaniach, w tym: tranzystory dużej prędkości i czujniki biologiczne.
Czy słyszałeś o tym, że baterie sodowo-jonowe mogą zrewolucjonizować odnawialne źródła energii?
Zakres poprawy
Chociaż naukowcy udoskonalają baterie sodowe za pomocą nanokomórkowego grafenu, który ma duży potencjał w gadżetach elektronicznych, urządzeniach energetycznych i czujnikach, problemy produkcyjne utrudniają postęp. W związku z tym podczas produkcji często dochodzi do pęknięć . Prowadzi to do poszukiwań innowacyjnych technologii przetwarzania, umożliwiających produkcję jednorodnych, bezpęknieniowych i bezszwowych ogniw NCG w odpowiedniej skali.
Źródło : Ulepszanie baterii sodowo-jonowych za pomocą mechanicznie wytrzymałego nanokomórkowego grafenu
