|
Инженер из Канзасского Университета (Kansas State University) сделал прорыв в аккумуляторных батареях.
Гарприт Сингх (Gurpreet Singh), доцент кафедры механической и ядерной энергетики, и его студенты впервые продемонстрировали, что композитная бумага - из чередования листов дисульфида молибдена и графеновых нанолистов - может быть активным материал для эффективного хранения атомов натрия и гибкий ток коллектора. Недавно разработанный композитная бумага может быть использован в качестве отрицательного электрода в натрий-ионных батарей.
"Большинство отрицательные электроды для натрий-ионных батарей использовать материалы, которые подвергаются реакцию 'легирования» с натрием, "сказал Сингх.
"Эти материалы могут набухать от 400 до 500 процентов, как батарея заряжается и разряжается, что может привести к механическим повреждениям и потере электрического контакта с коллектором тока."
"Дисульфид молибдена, основная составляющая бумажного электрода, предлагает новый вид химии с ионами натрия, который является сочетание интеркаляции и реакции конверсии типа", сказал Сингх. "При этом электрод имеет стабильную мощность заряда 230 мА*час/г, по отношению к общей массе электрода. Кроме того, чередование и пористая структура бумаги электрода предлагает гладкие каналы для натрия диффундировать в и как клетка заряжается и быстрый отвод. Эта конструкция также исключает полимерные связующие и медную фольгудля токоприемника, используемую в традиционном электроде батареи ". Исследование появляется в последнем номере журнала ACS Nano в статье "MoS2/graphene композитный бумаги для электродов натрия-ионный аккумулятор."
За последние два года исследователи занимались разработкой новых методов для быстрого и экономически эффективного синтеза атомно тонких двумерных материалов - графен, молибдена и вольфрама дисульфидных - в граммовых количествах, особенно для аккумуляторных батареи приложений. Для последних исследований, инженеры создали многослойную бумагу большой площади, которая состояла из чередующихся слоев дисульфида молибдена, прошедшего кислотную обработку и химически модифицированного графена.
Исследование отмечает, что впервые такая гибкая бумага электрод, используемая в качестве анода в натрий-ионном аккумуляторе, дала возможность работать при комнатной температуре. Большинство коммерческих натрий-серных батарей работает приблизительно при 300 градусов по Цельсию, говорит Сингх.
Сингх говорит, что исследование важно по двум причинам: 1. Синтез большого количества одного или нескольких-слоя толщиной 2-D материалов имеет решающее значение для понимания истинного коммерческий потенциал таких материалов, как переходных металлов дихалькогенидов или ПРО ТВД, и графен.
2. Фундаментальное понимание того, как натрий хранится в слоистом материале с помощью других, чем обычные интеркаляции и легирование реакции механизмов. Кроме того, с помощью графена в качестве гибкой поддержки и токосъемника имеет решающее значение для устранения медной фольги и делая более легкими аккумуляторные батареи. В отличие от лития, запасы натрия по существу неограниченное и батареи, как ожидается, будет намного дешевле.
"С точки синтеза зрения, мы показали, что определенные переходных металлов дихалькогениды могут отслаивается в сильных кислотах," сказал Сингх. "Этот метод должен позволить синтез небольшого количество граммов - слой толщиной дисульфида молибдена листов, что очень важно для приложений, таких как гибкие батареи, суперконденсаторы и полимерных композитов."
Исследователи работают над коммерциализацией технологии, при содействии Института университета коммерциализации. Они также изучают хранение натрия в других наноматериалов.
| 