Olimlar arzon{0}}xarajatli natriy{1}}ionli batareyani arzon elektrod materiallari bilan loyihalashtirdi

Xalqaro tadqiqot guruhi Na0,67Mn0,33Ni0,33Fe0,33O2 deb nomlanuvchi P2 tipidagi katodli material va lavanta gullaridan tayyorlangan qattiq uglerodli materialga asoslangan anod asosida natriy{0}}ion batareyasi (SIB) saqlash tizimini loyihalashtirdi.

Taklif etilayotgan tizim konfiguratsiyasi keng qamrovlilik va ekologik barqarorlikni taʼminlagan holda arzon narxlardagi ishlab chiqarish uchun moʻljallangan, chunki ikkita elektrod materiallari “keng foydalanish mumkin” prekursorlar sifatida tavsiflanadi.

“Oʻsimliklarning xilma-xilligi va ishlab chiqarish quvvati SIBlarning tijoratlashuviga taʼsir qiluvchi muhim omillardir, chunki oʻsimlik{0}}qattiq uglerodlari barqaror va tejamkordir”, deb tushuntirdi tadqiqotchilar. "O'simliklardan olingan qattiq uglerod o'simlik to'qimalarining mikro tuzilmalarini saqlaydi va shu bilan elektrolitlar va natriy diffuziyasining kirib borishini kuchaytiradi.

Olimlar global lavanta ishlab chiqarishni yiliga taxminan 1000-1500 tonna deb hisoblashdi. Biroq, bu ishlab chiqarishning faqat kichik bir qismi elektrod materiallari uchun ishlatilishi mumkin, chunki faqat gul qoldig'i qattiq uglerodga aylantirish uchun mos keladi.

Shuningdek, ular qattiq uglerodli anod va P2{2}}katodning to'liq hujayradagi natriy rezervuarlari etarli emasligini, bu esa elektrokimyoviy ishlarning yomonlashishiga olib kelishini ta'kidladilar. "Ushbu ish P2-Na0.67Mn0.9Ni0.1O2 va lavanta gullari chiqindilaridan olingan qattiq uglerod bilan birgalikda turli xil presodiyatsion yondashuvlar ostida hujayraning to'liq ishlashini baholash orqali ushbu bo'shliqni hal qiladi", deb tushuntirdi ular.

Olimlar SIB tizimidagi katod va anot63 borligini aniqlash uchun X{0}}nurlari diffraktsiyasi (XRD), skanerlash elektron mikroskopiyasi (SEM), X{1}}nurli fotoelektron spektroskopiyasi (XPS), Furye{2}}transformatsion infraqizil spektroskopiyasi (FTIR) va Raman spektroskopiyasidan foydalanganlar. tuzilishi, anod esa amorf uglerodning xarakterli keng cho'qqilarini ko'rsatdi.

SEM va TEM, xususan, mikrometr{0}}oʻlchamdagi katod donalari va gʻovakli qattiq uglerod yuzasini aniqladi, EDS va XPS esa materialning strukturaviy barqarorligini koʻrsatdi. Keyingi tahlillar shuni ko'rsatdiki, nikel (Ni) qo'shilishi katodning strukturaviy, elektron va elektrokimyoviy ko'rsatkichlarini yaxshilagan.

Bundan tashqari, elektrokimyoviy sinovlar katod uchun 200 mA / g va anod uchun 360 mA / g boshlang'ich quvvatlarni 100 tsikldan keyin 42% va 67,4% ushlab turish qobiliyatini aniqladi. Umuman olganda, Ni doping katodning o'tkazuvchanligi va barqarorligini yaxshilashi aniqlandi va tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, anod natriyni yaxshi saqlash ko'rsatkichlarini namoyish etib, kuchli yarim{6}}hujayra va potentsial to'liq{7}}hujayra faoliyatini qo'llab-quvvatladi.

“Ushbu keng qamrovli tadqiqot arzon narxlardagi va barqaror elektrod materiallari-bo‘lgan SIBlarni yaratish potentsialini ta’kidlaydi”, — xulosa qildi ular. "Presodiatsiya strategiyalarini optimallashtirish ilg'or tijorat va kengaytiriladigan SIB texnologiyalari uchun imkoniyat yaratadi."

Tizim "Na0,67Mn0,9Ni0,1O2 katod va lavanta{6}}chiqindisi-qattiq uglerod-olib olingan-qattiq uglerodning qiyosiy pre-soaking yondashuvidan foydalangan holda, iqtisodiy jihatdan samarali natriy{1}}" tadqiqotida tasvirlangan. Tadqiqot guruhi Turkiyaning Inonu universiteti, Istanbul texnika universiteti, Malatya Turgut O‘zal universiteti va Aksaray universiteti, shuningdek, Koreya fan va texnologiya instituti va Pokistonning Quaid-i-A’zam universiteti va boshqa olimlardan iborat edi.