Kuvituskuva Pixabay
Energiavarastointijärjestelmien kasvavan kysynnän myötä erittäin tehokkaat litiumioniakut ovat vakiinnuttaneet asemansa markkinoilla. Niiden ympäristövaikutukset ja litiumin epätasainen jakautuminen herättävät kuitenkin kysymyksiä. Niiden sisarukset, natriumioniakut (Na-ion), näyttävät lupaavalta vaihtoehdolta, kun otetaan huomioon natriumin runsaus ja tasaisempi jakautuminen.
Eri mahdollisten elektrodimateriaalien suorituskyvyn, teho- ja energatiheyden parantamiseksi tehdään runsaasti tutkimuksia. Erityisesti NaSICON-tyyppiset materiaalit (”sodium super ionic conductor”), jotka koostuvat natriumista, vanadiinista ja fosfaatista, herättävät suurta kiinnostusta positiivisina elektrodimateriaaleina, koska niillä on erityisen kestävä kiteinen rakenne.
Kansainvälinen tiedeyhteisö, yhteistyössä TIAMAT-yhtiön kanssa, on äskettäin julkaissut lehdessä Nature Materials löydön uudesta, parantuneen energiatehokkuuden omaavasta yhdisteestä NaSICON-perheessä. He ovat synnyttäneet ja kemiallisesti eristäneet vielä tutkimattomia vaiheita, joiden yleinen kaava on NaxV2(PO4)3, jossa x on välillä 1,5 ja 2,5. Nämä yhdisteet on saatu innovatiivisella kiinteän vaiheen synteesimenetelmällä kohtuullisessa 500 °C lämpötilassa.
Toisin kuin tavanomaiset materiaalit, nämä uudet koostumukset esittävät yksivaiheisia natriumin poisto-/lisäysmekanismeja, mikä takaa jännitteen jatkuvan vaihtelun käytön aikana. Tämä johtaa teoreettisen energiatehokkuuden lisääntymiseen 15 %, siirtyen 396 Wh/kg:stä 458 Wh/kg:iin.
Nämä löydöt, jotka on julkaistu lehdessä Nature Materials, avaa tien tehokkaammille elektrodeille ja tehokkaammille akuille, jotka pystyvät kilpailemaan nykyisten teknologioiden kanssa, samalla kun ne ovat ympäristöystävällisempiä. Tämä avaa laajemman sovellusalueen natriumioniakkuille ja vahvistaa niiden kestävän korvaamisen potentiaalia litiumakuilla.
Kirjoittaja: AVR
Viite:
Obtaining V2(PO4)3 by sodium extraction from single-phase NaxV2(PO4)3 (1 < x < 3) positive electrode materials
Sunkyu Park, Ziliang Wang, Kriti Choudhary, Jean-Noël Chotard, Dany Carlier, François Fauth, Pieremanuele Canepa, Laurence Croguennec & Christian Masquelier.
Nature Materials 2024
https://doi.org/10.1038/s41563-024-02023-7