Graphen wurde in vielen Batteriekomponenten verwendet. Im Juni 2020 hat ein Forscherteam der Brown University einen Weg gefunden, mit Graphen um die Zähigkeit zu verdoppeln eines keramischen Materials, das zur Herstellung von Lithium-Ionen-Festkörperbatterien verwendet wird. Im April 2019 wurde ein Graphenschwamm entdeckt, der das könntehilft, Lithium-Schwefel-Batterien zu stabilisieren.
Tatsächlich die Potenzial von Graphen über erneuerbare Energiesysteme wurde viel diskutiert. Aber es schien immer, dass es einige Einschränkungen gab, die die Technologie zurückhielten.
Jetzt, Forscher der Chalmers University of Technologygezeugt haben eines neuen Konzepts zur Herstellung von Hochleistungselektrodenmaterialien für Natriumbatterien, deren Kapazität mit heutigen Lithium-Ionen-Batterien auf der Grundlage eines neuartigen Graphens namens Janus benannt nach dem römischen Gott mit zwei Gesichtern mithalten könnte.
Im Vergleich zu Lithium, das sehr teuer ist undkommt mit UmweltbedenkenNatrium ist ein reichlich verfügbares, kostengünstiges Metall, das auch umweltfreundlich ist. Derzeit haben Natrium-Ionen-Batterien jedoch mehrere Leistungsprobleme.
Eines ihrer Hauptprobleme ist Graphit, das als Anode in den heutigen Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird. In Lithium-Ionen-Batterien interkalieren die Ionen im Graphit, bewegen sich in die Graphenschichten hinein und aus ihnen heraus und werden für den Energieverbrauch gespeichert.
Natriumionen sind jedoch zu groß, um effizient in der Graphitstruktur gespeichert zu werden. Hier kommt die Erfindung der Chamers-Forscher ins Spiel.
„Wir haben auf einer Seite der Graphenschicht einen Molekülabstandshalter hinzugefügt. Wenn die Schichten aufeinander gestapelt werden, schafft das Molekül einen größeren Raum zwischen den Graphenblättern und bietet einen Interaktionspunkt, was zu einer deutlich höheren Kapazität führt“, Forscher Jinhua Sunam Department of Industrial and Materials Science in Chalmers und Erstautor der wissenschaftlichen Arbeit, erläutert in einer Stellungnahme.
Dies sind großartige Neuigkeiten, da die Technologie die Kapazität der Natriumeinlagerung in Standardgraphit von 35 Milliamperestunden pro Gramm mA h g-1 auf satte 332 Milliamperestunden pro Gramm nahe dem Wert für Lithium in Graphit erhöht.Die Zukunft der Natrium-Ionen-Batterien ist da!
Die Forschung istveröffentlicht in Science Advances.