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EPFL利用摻鈉石墨烯制造電池

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:338次  |  2022年12月30日  

(:epfl官網(wǎng))


隨著鋰電池在汽車和手機(jī)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,鋰已經(jīng)成為一種重要的電池材料。電池中最常見的負(fù)極材料之一是摻鋰原子石墨。但是,使用量新增可能導(dǎo)致鋰材料短缺,因此很有必要尋找一種既便宜又豐富的鋰替代品。


鈉離子電池有望成為鋰電池的替代品。鈉是地球上第六豐富的元素,而鋰僅僅排第25;此外,鈉的來源多種多樣,包括巖鹽或海水。然而,使用鈉電池時(shí)存在一個(gè)重大障礙,那就是石墨的膨脹率只有鋰的1/10左右,使充電存儲容量減少,電池壽命縮短。


據(jù)外媒報(bào)道,EPFL的客座科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的合成途徑,通過在若干層石墨烯中加入鈉,出現(xiàn)高效存儲能力。這種方法使用液態(tài)氨作為催化劑。眾所周知,液態(tài)氨可以溶解堿金屬,有利于促進(jìn)反應(yīng),并方便將最后的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成氣體,其結(jié)果是出現(xiàn)一種高鈣含量材料。


在少數(shù)幾層石墨烯基質(zhì)中,從鈉中轉(zhuǎn)移電子的磁矩(自旋),能在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)保持方向,這一點(diǎn)特別有吸引力。這一特性在部分自旋電子學(xué)信息技術(shù)中是必不可少的。重要研究人員FerencSimon表示:我們的材料可以在工業(yè)規(guī)模上合成,并保持優(yōu)異的性能。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

盡管結(jié)果喜人,但科學(xué)家們承認(rèn),想要真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品商業(yè)化,這條路還很長。同時(shí),隨著對電池的需求不斷上升,這項(xiàng)研究有望開辟創(chuàng)新蹊徑。這項(xiàng)研究由布達(dá)佩斯技術(shù)和經(jīng)濟(jì)大學(xué)(BudapestUniversityofTechnologyandEconomics)的FerencSimon和BenceG.Markus,以及復(fù)雜物質(zhì)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室Forro教授的團(tuán)隊(duì)共同進(jìn)行。其他有貢獻(xiàn)機(jī)構(gòu)包括埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)(UniversityofErlangen-Nürnberg)、馬德里康普頓斯大學(xué)(UniversidadComplutensedeMadrid)、亞查伊理工大學(xué)(YachayTechUniversity)、維也納大學(xué)(UniversityofVienna)。

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