Achtung Lithium-Ionen-Batterien ! Es gibt neues Material in der Stadt, und es kann Natriumionenbatterien effizienter machen als Lithiumionenbatterien, insbesondere in Bezug auf die Ladegeschwindigkeit.
Das neue Material wurde von Forschern des Nagoya Institute of Technology NITech in Japan entdeckt und demonstriert.
Wettbewerb mit Lithium-Ionen
Lithium-Ionen-Batterien sind nahezu allgegenwärtig und aus gutem Grund. Sie sind hocheffizient. Lithium ist jedoch eine sehr begrenzte und kostspielige Ressource und wurde manchmal sogar als Grund dafür angegeben, dass die Einführung von Elektroautos nicht schneller erfolgt ist.
Natriumionen könnten bald zu einer Alternative werden, die sowohl billiger als auch zugänglicher sein wird. Natrium ist auf der Erde nicht nur reichlich vorhanden, sondern Komponenten auf Natriumbasis haben auch ein ideales Kristallstrukturdesign, das zu viel schnelleren Ladezeiten führen könnte.
Es gibt jedoch eine Komplikation. Natrium ist größer als Lithium und hat eine andere Chemie. Dies macht es unmöglich, Lithium einfach gegen Natrium auszutauschen.
Forscher waren auf der Suche nach einer Lösung für dieses Problem, und dieses neue Team hat es möglicherweise gerade gefunden. Aber es war keine leichte Aufgabe.
Wissenschaftler bei NITech extrahiert über 4300 Verbindungen aus einer Kristallstrukturdatenbank und Durchführung einer Hochdurchsatzberechnung. Nur eine der Verbindungen erwies sich als effizient, und das ist Na2V3O7.
Ladezeit 6 Minuten
Na2V3O7 hatte sowohl die richtige elektrochemische Leistung als auch kristalline und elektronische Strukturen. Die Verbindung lieferte sogar eine beeindruckende Ladezeit innerhalb von 6 Minuten und zeigte das Potenzial für eine lange Batterielebensdauer an.
"Unser Ziel war es, die größte Hürde zu nehmen, mit der Großbatterien bei Anwendungen wie Elektroautos konfrontiert sind, die stark auf lange Ladedauern angewiesen sind. Wir haben uns dem Problem über eine Suche zugewandt, die Materialien liefert, die effizient genug sind, um die Leistung einer Batterie zu steigern".
Bevor Sie zu aufgeregt werden, sollte beachtet werden, dass sich Na2V3O7 in den letzten Ladestufen leider verschlechtert. Die Forscher schätzen, dass dies die praktische Speicherkapazität auf die Hälfte der theoretischen begrenzen würde.
Es ist jedoch noch nicht alles verloren. Die Forscher arbeiten intensiv daran, die Leistung von Na2V3O7 zu verbessern, um diesen Fehler zu beseitigen und hoffentlich eine Verbindung herzustellen, die über die gesamte Dauer der Ladestufen stabil ist.
"Unser oberstes Ziel ist es, eine Methode zu etablieren, mit der wir Batteriematerialien mithilfe einer Kombination aus rechnerischen und experimentellen Methoden effizient entwerfen können", fügte Dr. Tanibata hinzu.
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Berichte.