Znanstvenici pronašli učinkovitu zamjenu za litij-ionske baterije

Znanstvenici Nacionalnog sveučilišta za znanost i tehnologiju MISiS  s kolegama iz Rusije i Njemačke razvili su učinkovitu zamjenu za skupe litij-ionske baterije, priopćila je sveučilišna tiskovna služba.

Prema autorima studije, pronašli su način za stvaranje natrijevih baterija, koje će biti znatno jeftinije od litij-ionskih i imat će veći kapacitet za skladištenje energije. Rezultati studije objavljeni su u časopisu Nano Energy.

Litij-ionske baterije koriste se svugdje: u pametnim telefonima, prijenosnim računalima i drugoj elektronici, kao i u različitim oblicima transportne i svemirske tehnologije. Istodobno, litij je skup metal, a prema stručnjacima, njegove su zalihe prilično ograničene.

Trenutno nema učinkovite alternative ovim baterijama. Litij je alkalni metal i jedan od najlakših elemenata iz periodnog sustava, pa je zato teško pronaći zamjenu za njega, objasnili su znanstvenici.

Tim znanstvenika iz NUST MISiS-a, IBCP RAS-a i Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorfa (Njemačka), pod vodstvom profesora Arkadija Krasheninnikova, razvio je obećavajuću alternativu skupocjenom metalu. Znanstvenici su pokazali da je,  ako se atomi alkalnih metala postave na određeni način, moguće postići energetski kapacitet, koji je usporediv s litijem.

Prema autorima studije, poseban način postavljanja atoma uključuje njihovo slaganje u nekoliko slojeva, jedan iznad drugog. Moguće je prenošenjem visokonaponskih metalnih atoma u prostor između dva sloja grafena.

„Vjerovalo se da se u baterijama atomi litija mogu smjestiti samo u jednom sloju, ali nedavni eksperimenti, koje su proveli naši njemački kolege, pokazali su da je moguće stvoriti stabilne višeslojne litijeve strukture između slojeva grafena. Zainteresirani smo za proučavanje mogućnosti stvaranja takvih ‘sendviča’ s drugim alkalnim metalima“, rekao je Ilija Čekpasov, jedan od autora studije i istraživač iz NUST MISiS laboratorija anorganskih nano-materijala.

Prema znanstvenicima, natrij je najperspektivnija zamjena za litij, jer ga je u prirodi puno više. Na primjer, obična sol sadrži 50 % ovog elementa.

Prema modelu koji su razvili znanstvenici, postavljanjem sloja natrija, debljine dva atoma između dva sloja grafena, moguće je stvoriti anodu čiji je kapacitet nešto manji od anode u litij-ionskim baterijama: oko 335 mA * h/g prema 372 mA * h/g.

“Proračuni su pokazali da povećanje broja slojeva litija dovodi do nedostatka stabilnosti. Kada je riječ o natriju, postoji suprotan trend: stabilnost struktura raste s porastom broja slojeva”, objasnio je Zakhar Popov, viši istraživač u Laboratoriju anorganskih nano-materijala pri NUST MISiS i IBCP RAS.

Nakon ovoga, tim znanstvenika želi stvoriti i proučiti eksperimentalne uzorke. Znanstvenici vjeruju da, ako budu uspješni, mogu razmišljati o stvaranju nove generacije baterija. Te bi baterije imale jednak kapacitet kao litij-ionske, a možda čak i veći, no ono što bi bilo sigurno jest to da bi natrijeve baterije bile nekoliko puta jeftinije od litij-ionskih.