バッテリーのナトリウムとカリウムに基づいて、安価なエネルギー貯蔵が約束されています

数百マイルの電気自動車を走行する1回の充電から、電気自動車としての強力なチェーンソーまで、毎年新製品が市場に出回っており、最近の技術開発でバッテリーを最大限に活用しています。

しかし、その成長は人々を懸念に導き、世界中で多くの新しいタイプの充電式バッテリーコアメタルのリチウム電力供給が使い果たされる可能性があります。

現在、ジョージア工科大学の研究者は、このバッテリーがナトリウムおよびカリウムリチウムバッテリーの潜在的な代替品に基づいていると予想されることを示唆する新しい証拠を発見しました。

「ナトリウムおよびカリウムイオン電池の場合、最大の障害の1つは、崩壊と劣化が速く、代替エネルギーよりも少ない傾向があることです」とGeorgew。機械工学のウッドラフスクール、助教授マシューは、マクダウェル、材料科学と工学の大学を言った。

「しかし、これが常に当てはまるとは限らないことがわかった」と彼は付け加えた。

国立科学財団と米国エネルギー省の資金提供を受けて、6月19日にジュール誌に発表された研究では、チームは3種類のイオン（リチウム、ナトリウム、カリウム）と硫化鉄粒子との反応方法を研究しました。黄鉄鉱および愚か者の金としても知られています。

バッテリーの充電と放電により、バッテリー電極のイオンと粒子が反応し、粒子を透過します。反応プロセスは、電極粒子の大きな体積変化を引き起こし、しばしばそれらを小さな断片に分解します。したがって、リチウムよりもナトリウムイオンとカリウムイオンが大きいため、粒子の反応時間に関係していると伝統的に考えられていたため、より重大な劣化が発生します。

彼らの実験では、電池の反応で直接観察された電子顕微鏡では、内部の硫化鉄粒子が電池の電極の役割を果たしています。研究者は、硫化ナトリウムおよび硫化カリウムとの反応がリチウムよりも安定している場合、ナトリウムまたはカリウムベースのバッテリー寿命が予想よりもはるかに長い可能性があることを示しました。

異なるイオン反応の違いは明らかです。硫化リチウム鉄粒子にさらされると、電子顕微鏡下でほとんど爆発します。逆に、ナトリウムとカリウムにさらされると、硫化鉄は風船の膨張のようになります。

ジョージア工科大学の卒業生であるMattheeBoebinger氏は、次のように述べています。「非常に強い反応があり、亀裂はありませんでした。これは、材料やその他の材料をバッテリーに使用でき、長期にわたって安定性が高いことを示しています。

この研究はまた、電気化学反応の大きな体積変化が常に粒子破壊の前兆であり、これが電極の故障につながり、細胞の変性につながるという考えに疑問を投げかけています。

研究者は、さまざまなイオンが硫化鉄とどのように反応するかを考えています。考えられる理由の1つは、リチウムが立方体のような鋭いエッジの粒子に沿って集中する反応である可能性が高く、ナトリウムとカリウムの反応が硫化鉄の表面に沿って分散することですすべての粒子。その結果、ナトリウムやカリウムと反応すると、硫化鉄粒子はより楕円形になり、エッジが丸くなりました。

やるべきことはまだたくさんありますが、新しい研究は、科学者がこれらの新しい材料を使用してバッテリーシステムを設計するのに役立つ可能性があります。

マクダウェル氏は、「リチウム電池は、エネルギー密度が最も高いため、今でも最も魅力的です。この空間にいることができるのは、エネルギーに満ちていることです」と述べています。 1000倍以上の豊富なリチウムリチウム電池要素を地球に基づいています。その結果、彼らの将来は、大規模なエネルギー貯蔵のために、はるかに安くなる可能性があります-家庭用、または将来的にバックアップ電力網を提供するために非常に重要です。」

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。