TEHLİKELİ LİTYUM-İYON YERİNE GÜVENLİ SODYUM-İYON PİLLER

    sodyum iyon  piller

         Lityum iyon piller günlük teknolojide çok önemli hale gelmiştir. Fakat bu güç kaynakları belirli koşullar altında patlayabilir ve ızgara ölçekli enerji depolaması için ideal değildirler. Sodyum-ion piller potansiyel olarak daha güvenli ve daha ucuz bir alternatiftir, ancak mevcut sürümler henüz pratik kullanım için pil ömrü yeterince uzun sürmemektedir. Şimdi, Bilim adamları, ACS Nano dergisindeki raporlarına göre, sodyum iyon pillerin yüzlerce döngü boyunca yüksek kapasitede çalışmasına olanak tanıyan bir anot malzemesi geliştirdiler.

         Bilim adamları yıllarca sodyum iyon pilleri, lityum iyonundan ziyade büyük ölçekli enerji depolaması için daha güvenli ve düşük maliyetli bir aday olarak gördüler. Ancak şimdiye kadar, sodyum-iyon piller uzun süreli kullanım için yüksek kapasitede çalışmadı. Lityum ve sodyum birçok yönden benzer özelliklere sahiptir, ancak sodyum iyonları lityum iyonlarından çok daha büyüktür. Bu boyut farkı, önemli bir pil bileşeninin hızlı bozulmasına neden olur. Meilin Liu, Chenghao Yang ve arkadaşları, sodyum iyon pillere daha uzun ömür verecek bir anot malzemesi bulmak istediler.

         Araştırmacılar, antimon esaslı bir madeni kükürt katkılı grafen tabakalarına bağlayarak yüksek performanslı bir anot malzemesi yapmak için basit bir yaklaşım geliştirdiler. Anodu bir sodyum-iyon pil içine koymak, 900 devirde yüzde 83 kapasitede performans göstermesine izin verdi. Araştırmacılar, bunun bir antimon bazlı anot materyali olan bir sodyum-iyon pil için en iyi rapor edilen performans olduğunu söylüyor. En sonunda teknolojilerini ticarileştirmek için, yüksek performanslarını korurken batarya imalatını ölçeklendirmelidirler.

    Teori

         Sodyum iyon piller (SIB), büyük ölçekli enerji depolaması için lityum iyon pillere yönelik umut veren bir alternatif olarak düşünülmüştür. Bununla birlikte, onların düşük elektrokimyasal performansları, özellikle döngüsellik, SIB'lerin daha da geliştirilmesi için büyük bir zorluk haline gelir.

         Büyük hacim değişimi ve yavaş difüzyon kinetiği, genellikle hızlı kapasite bozulmasından sorumlu olduğu düşünülür. Burada nanoyapılı Sb2S3'ün kükürtlü yüzey üzerine güçlü kimyasal bağlanmasını sunmaktayız.

         Yüksek kapasiteli ve mükemmel hız performanslarına sahip 900 döngü için% 83'lük sabit kapasite muhafaza etmesini sağlayan, katkılı grafen levhalar (Sb2S3 / SGS). Bildiğimiz kadarıyla Sb2S3 / SGS kompozitinin bisiklet performansı, SIB'ler için diğer Sb bazlı materyaller için bildirilenlerden daha üstün.

         Hesaba dayalı öngörüler, kükürt katkılı grafenin (SGS) Sb2S3 için daha güçlü bir afiniteye (maddelerin birbirleri ile bağlantı kurma eğilimi) sahip olduğunu gösterir ve Saf grafenden daha fazla boşaltma ürünleri üretmek, olağanüstü döngü kararlılığı için sağlam bir kompozit mimari ile sonuçlanır. Çalışmamız SIB'ler için uzun vadeli bisiklet kararlılığı sorununu çözmenin uygulanabilir ve etkili bir yolunu göstermektedir.

    Çeviri: Celal DEMİRTAŞ

    Daha fazla:Xunhui Xiong et al. Enhancing Sodium Ion Battery Performance by Strongly Binding Nanostructured SbSon Sulfur-Doped Graphene Sheets, ACS Nano (2016). DOI: 10.1021/acsnano.6b05653

    Referans dergi: Journal of the American Chemical Society

    Provided by:ACS Nano

    Yayınlama tarihi: 19.02.2017

.
.