印度理工学院的科学家们(IIT孟买)声称一个突破发展中钠(Na-ion)电池解决空气/水的挑战不稳定和structural-cum-electrochemical不稳定在阴极材料。

突破创造了新的空气/肥性阴极材料,表现出优异的电化学循环稳定性和弹性暴露在空气和水。

这些进步将驱动成本效益和可持续的能源存储系统的发展为各种应用程序,包括消费电子、网格能量储存,储存可再生能源和电动汽车。必威体育app官网下载

随着全球对电池驱动电动汽车的需求继续上升,迫切需要开发一个具有成本效益的,lubuntu安全、可持续电池系统除了传统的锂离子电池(锂)技术。

考虑到钠资源丰富,即将到来的Na-ion电池系统在印度拥有显著的重要性。

稳定的挑战

像其他碱性金属离子电池,Na-ion细胞由阴极和阳极活性材料支持金属集电极箔。

这些材料使可逆的插入和删除的电荷载体,Na-ion,在电池的充电和放电过程。

Na-ion电池的性能取决于结构/电极的电化学稳定性,Na-transport动力学,以及各种动态电阻。

尽管Na-ion电池的许多优点,但“分层”的电化学行为和稳定Na-transition-metal-oxide-based阴极材料,特别是在潮湿的环境中,需要广泛采用的重大改进。

缺乏稳定的处理和储存这些材料提出了挑战和不利影响他们的电化学性能。

此外,水不稳定需要使用有毒、危险和昂贵的化学物质如N-Methyl-2-pyrrolidone电极制备,而不是更环保水基泥浆。

通用设计标准

为应对这些挑战,阿玛蒂亚Mukhopadhyay研究所的研究小组利用材料科学和电化学原理。

他们发现了主导因素和控制参数,为高性能Na-ion电池的发展作出贡献。

研究人员提出了一个通用设计标准,提供了一个通向成功的设计和广泛采用的环境稳定和高性能阴极Na-ion电池和超越。

他们的研究结果已经发表在《华尔街日报》化学通讯。

传统的“分层”Na-transition-metal-oxide结构包括交替NaO2板和过渡金属氧化物。

在这个结构中,氧离子,携带净负电荷,由过渡金属离子共享(TM-ions)和钠离子(Na-ions)在各自的层次。

而TM-O债券在本质上是iono-covalent Na-O债券主要是离子。

研究团队发现调整共价的程度(一个原子的电子数,输了,甚至股票在一个化学反应)分层Na-transition-metal-oxide TM-O债券的结构可以产生重大影响Na-ion电池的性能和稳定性。

增加共价加强Na-O债券,导致改善空气/水稳定性和抑制结构/相变。

这使得高性能的发展,肥性阴极使用环保的处理方法。另一方面,减少了共价提高Na-transport动力学,增加Na-ion电池的功率密度。

2022年10月,研究人员的IIT曼迪声称已经成功地使用微波回收聚合物复合材料从旧风力涡轮叶片,使用快速、可持续、相对环保的方法。

2022年12月,IIT Roorkee研究员说他们已经成功地开发了一个原型的低成本、高质量的钙钛矿太阳能电池达到一个稳定的电力转换效率为17.05%。