Ученые из СПбГМТУ во главе с международной группой исследователей разработали метод, который позволит ускорить зарядку и разрядку натрий-ионных аккумуляторов за счет увеличения электропроводности и емкости катода из селенида молибдена (MoSe2).
Это достигается путем введения атомов углерода между слоями катодного материала, что приводит к увеличению срока службы аккумуляторов. Результаты исследования представлены в журнале Inorganic Chemistry.
В последние годы литий-ионные аккумуляторы привлекли внимание благодаря их высокой плотности энергии и длительному сроку службы. Однако их дальнейшее применение ограничивается высокой ценой и ограниченностью запасов лития в земной коре, как сообщают специалисты СПбГМТУ.
В связи с ростом числа устройств, использующих литий-ионные аккумуляторы, и ограниченностью запасов лития, специалисты прогнозируют дефицит этого вида накопителей заряда уже к 2025 году. В качестве альтернативы литий-ионным аккумуляторам могут выступать натрий-ионные аккумуляторы. Однако замена металла в таких аккумуляторах требует полной замены материалов электродов из-за различных радиусов ионов натрия и лития, пишут РИА Новости.
Несмотря на появление натрий-ионных аккумуляторов на рынке, они все еще находятся в стадии разработки. В настоящее время проводится множество работ, направленных на поиск оптимальных конструкторских решений, новых материалов и усовершенствование технологии их производства. Это связано с дополнительными сложностями, такими как низкая скорость процессов зарядки и разрядки аккумуляторов из-за большого размера катиона натрия.
Исследователи из СПбГМТУ, Института ионно-плазменных и лазерных технологий имени У.А. Арифова Академии наук республики Узбекистан и Хэбэйского технологического университета (Китай) обнаружили, что внедрение атомов углерода между слоями Se-Mo-Se может ускорить кинетику процессов зарядки-разрядки благодаря увеличению расстояния между слоями MoSe2 и улучшенной электропроводности, создаваемой углеродными монослоями. Это также уменьшает изменение объема во время циклического процесса, повышая стабильность работы накопителя энергии при увеличении количества циклов зарядки-разрядки.
Профессор кафедры материаловедения и технологии материалов СПбГМТУ Олег Толочко отметил, что устройства на основе анодов MoSe2/C могут достигать высокой плотности энергии, превосходящей аналоги промышленных литий-ионных батарей примерно на 1,5 раза. Это делает предложенный тип двумерной гетероструктуры MoSe2/C потенциально перспективным для использования в высокопроизводительных натрий-ионных аккумуляторах.
Ученые из СПбГМТУ во главе с международной группой исследователей разработали метод, который позволит ускорить зарядку и разрядку натрий-ионных аккумуляторов за счет увеличения электропроводности и емкости катода из селенида молибдена (MoSe2).
Загрузка ...
