periodická tabulka
autor: Offnfopt, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain

Sodíková baterie s elektrodou v grafenu

Sodík je chemicky podobný lithiu, proč tedy v Li-Ion baterii prostě oba alkalické kovy nelze zaměnit a ušetřit za relativně drahé a vzácné lithium? Bylo by to sice opravdu levnější, jenže sodíková baterie dosud vykazují podstatně horší provozní parametry – dlouho se nabíjejí a mají nižší výkon (v zásadě jde hlavně o to, že sodné ionty jsou větší než Li+, takže se pohybují pomaleji) i kapacitu.
Vědci z moskevské NUST MISIS, Ruské akademie věd a Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf nyní došli k závěru, že parametry baterií by se mohly změnit, pokud by se atomy sodíku nebo jiného alkalického kovu než lithia podařilo speciálně poskládat. Hlavní autor studie Arkadiy Krashennikov uvádí, že anoda z vrstvy sodíku mezi dvěma plátky grafenu by měla mít výkon srovnatelný jako klasická grafitová elektroda v dnes používaných bateriích Li-Ion. Atomy sodíku jsou v sendviči uspořádány rovněž ve dvou vrstvách a při nabíjení baterie se tato struktura přirozeně zase obnoví. Počáteční výroba elektrody probíhá podobným procesem jako její obnova při nabíjení, tedy atomy/ionty kovu se mezi listy grafenu přemístí pomocí elektrického pole.
Zajímavou otázkou je, zda by tímto způsobem nebylo možné zlepšit i parametry stávajících Li-Ion baterií. Původně se myslelo, že lithium v grafenu by bylo stabilní pouze v jediné vrstvě, to ale podle všeho nemusí být pravda. A v případě sodíku pak zřejmě platí dokonce opak, tedy dvouvrstvá elektroda je stabilnější než jednovrstvá – třeba dodat, že to vše prozatím pouze podle provedených počítačových simulací.

Ilya V. Chepkasov et al. Alkali metals inside bi-layer graphene and MoS2: Insights from first-principles calculations, Nano Energy (2020). DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104927
Zdroj: The National University of Science and Technology MISIS/Phys.org a další

Poznámky PH: Sodík má také vyšší hustotu než lithium a je chemicky reaktivnější (větší riziko provozu takové baterie). Z druhé strany se uvádí, že by Na-Ion oproti Li-Ion mohla pracovat při větším provozním rozsahu teplot. To všechno ale záleží na konkrétním uspořádání, grafen je něco jiného než klasická grafitová elektroda, povolené teploty hodně závisejí na volbě elektrolytu atd.

Nanodiamanty sledují redoxní reakce v buňkách

Nitroxidy vykazují zvláštní magnetické chování a jejich magnetická komunikace s centry dusík-vakance v diamantech se …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close