Российские химики разработали анод для натрий-ионных батарей

Группа ученых из Института общей и неорганической химии РАН вместе с коллегами из Израиля и Сингапура создали материал, из которого можно изготавливать аноды для натрий-ионных батарей. В перспективе, такие батареи могут заменить литий-ионные аккумуляторы. Статья ученых появилась в Nature.

Химикам из лаборатории, возглавляемой Татьяной Трипольской, удалось найти способ создания слоя сульфида сурьмы из пероксокомплексов. Так ученые называют соединения различных веществ (лаборатория Трипольской сосредоточилась на p-элементах, в первую очередь на олове и сурьме) с группой OOH. Это фактически молекула перекиси водорода (H2O2, H-O-O-H), от которой отделили один ион водорода (депротонировали).

В работе графеновые чешуйки покрыли тонким слоем сульфида сурьмы . Их, в свою очередь, использовали для изготовления электродов аккумуляторной батареи, причем вместо широко распространенной сейчас литий-ионной технологии ученые экспериментировали с натрием.

Натрий-ионные аккумуляторы могут иметь перед литиевыми одно существенное преимущество: натрия на Земле значительно больше (этот элемент образует, к примеру, такое распространенное соединение, как поваренную соль). Теоретически, натриевые аккумуляторы могли бы быть дешевле литиевых, но ионы натрия не встраиваются в обычные электроды из графита (или иного доступного материала).

В новом исследовании было показано, что для ионов натрия подойдет сульфид сурьмы, причем из него не обязательно делать электроды целиком: более того, чистый сульфид сурьмы хуже покрытых им графеновых чешуек. Проведенные измерения показали способность электродов накапливать до 730 миллиампер-часов на грамм: по оценкам ученых, сурьмяно-сульфидная технология может помочь вывести натрий-ионные батареи на уровень, сопоставимый с литий-ионными.

«Данный метод получения композиционного материала очень прост в аппаратурном оформлении и не требует специального оборудования,» - рассказал в беседе с «Лентой.ру» один из авторов работы Петр Приходченко. «Он очень дешев и прост в аппаратурном оформлении, не требует больших энергетических затрат, не имеет токсичных отходов и может быть легко масштабирован в реальное производство,» - добавил он.

Lenta.ru

Похожие новости:
Будущие батареи будут работать на сахаре
Исследователи из Токийского научного университета обратили свой пристальный взор на сахар в надежде, что с помощью данного продукта питания наконец-то удастся решить проблему растущих расходов, связанных с созданием литий-ионных батарей. Возможно, ученые обнаружили идеальный компонент для создания ..
2012-10-5 2836 2 Технология
0
Химики удвоили емкость литий-ионных батарей
Сотрудник Высшей технической школы Цюриха Максим Коваленко и его коллеги разработали методику получения нанокристаллов олова, которая позволит почти в два раза увеличить рабочую емкость литий-ионных батарей. Работа химиков опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society, ..
2013-04-10 2700 0 Технология
0
Разработана новая технология анодов из кремниевых нанотрубок
Кремниевый анод, используемый в батареях, разрушается в течение нескольких циклов из-за воздействия электролита и деформации. Чтобы преодолеть эту проблему, группа исследователей во главе с Йи Кюи (Yi Cui) из Стэнфордского университета (Stanford University) и «SLAC» разработали кремниевые нанотрубки с двойными стенками, которые ..
2012-05-21 2831 0 Технология
0
Ученые разрабатывают энергию на водороде
Компания Signa, разрабатывающая портативную технику водородного топлива, получила финансирование от Агентства США по международному развитию (USAID), чтобы дальше продолжить свое исследование. В качестве источника применяется возобновляемый источник энергии – Водород без выбросов,сообщает «WordScience.org». SIGNA использует натрия ..
2012-06-7 2000 0 Технология
0
Химики создали рекордно устойчивые нанопровода для батареек
Химики из Университета Калифорнии разработали рекордно устойчивые к перезарядке электроды на основе тонких волокон. По словам исследователей, подобный материал для литий-ионных батарей позволит обеспечить сотни тысяч циклов зарядки без падения электрической емкости. Исследование опубликовано в журнале ACS Energy ..
2016-04-21 2441 0 Технология
0
Билл Гейтс вложился в батареи нового поколения
Разработчик и производитель батарей нового типа Aquion Energyпривлек $35 млн от консорциума инвесторов, в который вошли Билл Гейтс, российский фонд Bright Capital (один из его пайщиков — траст, управляющий инвестициями министра по взаимодействию с «открытым правительством» Михаила Абызова), а также венчурные фонды Gentry ..
2013-04-3 2354 0 Технология
0
Ученые пытаются создать новое поколение батарей
Ученые пытаются создать новое поколение батарей, способных накапливать больший электрический заряд, чем известные ныне литий-ионные. Одним из таких перспективных направлений поиска являются литий-воздушные (Li-air) батареи, привлекательные тем, что, теоретически, они имеют значительно более ..
2013-10-1 2433 0 Технология
0
Есть ли альтернатива литию?
В нынешнем феврале электроседан Tesla Model S проходил тест-драйв в северо-восточной части США. И не прошёл его: попытка доехать от Вашингтона до Бостона провалилась, хотя водитель вёл на 96 км/ч вместо разрешённых 105 и (в феврале) отключил отопление салона. Всё решила одна ночёвка: оставив ..
2013-03-5 2664 0 Технология
0
Жизнь ионно-литиевых батареек продлят при помощи песка
В стандартных ионно-литиевых батареях аноды производят из графита, однако эксплуатационные качества этого материала уже не соответствуют требованиям современных технологий. Большие надежды инженеры возлагают на наночастицы кремния, но изготавливать их трудно, а срок службы очень недолог. Калифорнийские ученые нашли ..
2014-07-12 2278 0 Технология
1
Химики предолели «нежелание» ксенона и азота соединяться
Химики из Университета Эдинбурга и шанхайского исследовательского центра HPSTAR впервые продемонстрировали образование ван-дер-ваальсовых соединений между ксеноном и азотом при комнатной температуре. Авторы обнаружили, что два практически инертных соединения образуют слабо связанную молекулу Xe(N2)2 при давлениях около 50 тысяч ..
2016-10-18 14164 0 Технология
0
Ученые увеличили КПД прозрачных солнечных батарей
Специалисты из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали эффективные прозрачные солнечные батареи. Это изобретение было сделано еще в прошлом году, но сейчас его создатели вдвое увеличили КПД батарей, сообщает «Азиатский репортер». Ученые из Калифорнийского института в Лос-Анджелесе смогли значительно увеличить эффективность прозрачных ..
2013-07-31 3379 0 Технология
0
Новый метод повысит мощность солнечных батарей
Команда исследователей из Имперского колледжа в Лондоне обнаружила, что если разместить множество цилиндрических алюминиевых шипов на вершине солнечных батарей, то это может значительно повысить количество света, которое будет захватываться поглощающем слоем солнечных батарей, что повысит их мощность больше ..
2013-10-24 2971 0 Технология
1
Создана растворимая батарейка для имплантируемой электроники
Инженеры из Университета Иллинойса создали батарею на основе тонкопленочного магния, которая при имплантации через некоторое время полностью разлагается, не оставляя токсичных следов. Ее описание опубликовано в журнале Advanced Materials, кратко о батарее пишет Nature. Ученые разработали несколько вариантов ..
2014-03-27 1706 0 Технология
0
Литий-серные батареи оказались вдвое лучше литий-ионных
Ученые из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли разработали продвинутые аккумуляторы на основе серы и лития, которые в будущем могут найти применение в смартфонах и планшетниках. Тип литий-серных батарей (Li-S), придуманный компанией Sion Power в 2004 году, превосходил нынешние литий-ионные ..
2013-12-2 3463 0 Технология
0
Химики создали супергидрофобную медь из «красного дерева»
Химики из Нанкинского Научно-Технологического Университета разработали новый способ синтеза супергидрофобной меди на основе древесины азиатского «красного дерева». Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.Авторы работы использовали структуру древесины диптерокарпа в качестве шаблона для будущего материала. Ученые ..
2016-01-15 1797 0 Технология
0