С момента своего открытия в 2004 году графен оказал преобразующее влияние на материаловедение и не только. Ученые улучшают натриевые батареи с помощью наноячеистого графена, который является специализированным типом графена с большой удельной площадью поверхности.
Их исследования были сосредоточены на технологии деаллоирования, использующей смешиваемость компонентов сплава в расплавленном металлическом растворе. Это приводит к коррозии одних компонентов, сохраняя при этом другие. Парк и его коллеги доказали, что материалы, изготовленные с использованием этого подхода и не вызывающие целиакию (NCG), обладают высокой прочностью на разрыв и проводимостью даже после графитизации. Материал был протестирован в натрий-ионном аккумуляторе (SIB), где он служил как активным материалом, так и токосъемником.
По словам аспиранта Вон-Ён Пака из Университета Тохоку, «мы обнаружили, что атомы углерода быстро самоорганизуются в бестрещинный NCG во время деаллоирования аморфного предшественника Mn-C в расплавленном висмуте».
«Мы использовали разработанный NCG в качестве активного материала и токосъемника в SIB, где он продемонстрировал высокую скорость, длительный срок службы и отличную устойчивость к деформации. В конечном итоге наш метод изготовления NCG без трещин позволит повысить производительность и гибкость SIB — альтернативной технологии литий-ионным аккумуляторам для определенных применений, особенно в крупномасштабных накопителях энергии и стационарных энергосистемах, где соображения стоимости, безопасности и устойчивости имеют первостепенное значение», — добавил Пак Янг.
О графене
Он состоит из двумерных атомных листов углерода, которые связаны в тонкую шестиугольную форму толщиной в один атомный слой и обладают исключительными физическими и химическими свойствами. Он производится путем наложения множества слоев и управления внутренней структурой с использованием наномасштабной клеточной морфологии.
Требования:
- Графен чрезвычайно прочный, легкий, гибкий и прозрачный с превосходной электро- и теплопроводностью.
- Обладает большой площадью поверхности и газонепроницаемостью.
- Кроме того, он полезен в различных приложениях, включая высокоскоростные транзисторы и биосенсоры.
Вы слышали о том, как натрий-ионные батареи могут произвести революцию в возобновляемой энергетике?
Возможности для улучшения
Несмотря на то, что ученые совершенствуют натриевые батареи с помощью наноячеистого графена, и он обладает большим потенциалом в электронных устройствах, энергетических приборах и датчиках, проблемы производства препятствуют прогрессу. Поэтому в процессе производства он часто трескается . Это приводит к поиску инновационных технологий обработки, способных производить однородные, без трещин и бесшовные наноячеистые графеновые материалы в соответствующих масштабах.
Источник : Улучшение натрий-ионных батарей с помощью механически прочного наноячеистого графена
