科學家找到了鋰電池的有效替代品

美國國立科技大學新聞處稱，MISiS國立科技大學的科學家與來自俄羅斯和德國的同事共同開發出一種有效替代昂貴鋰離子電池的方法。

據這項研究的作者稱，他們已經找到了一種製造鈉電池的方法，這種電池將比鋰離子電池便宜得多，並且在未來具有更大的儲能能力。研究結果發表在《納米能源》雜誌上。

鋰離子電池隨處可見：手機、筆記本電腦和其他電子產品，以及各種形式的運輸和空間技術。同時，鋰是一種昂貴的金屬，據專家稱，其儲量相當有限。

目前還沒有有效的替代電池。科學家們解釋說，鋰是一種鹼金屬，也是元素周期表中最輕的元素之一，這就是為什麼很難找到替代鋰的方法。

一個來自NUST MISiS、IBCP RAS和Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf（德國）的科學家團隊，在Arkady krashenninkov教授的領導下，開發出了一種有前途的替代昂貴金屬的方法。科學家們已經證明，如果鹼金屬的原子以某種方式放置，就有可能達到與鋰相當的能量容量。

根據這項研究的作者們所說，放置原子的特殊方法是將它們層層堆疊。將高壓金屬原子轉移到兩個石墨烯片之間的空間是可能的。

「人們認為，在電池中，鋰原子只能放在一層，但我們的德國同事最近進行的實驗表明，在石墨烯層之間建立穩定的多層鋰結構是可能的。」這項研究的作者之一伊利亞·切普卡索夫(Ilya Chepkasov)說：「我們有興趣研究與其他鹼金屬一起形成這種「三明治」的可能性。他是NUST MISIS無機物納米材料實驗室(NUST MISIS實驗室)的一名研究員。」

根據科學家們的說法，鈉是鋰最有希望的替代品，因為它在自然界中的含量要豐富得多。例如，普通鹽中含有50%的這種元素。

根據研究人員開發的模型，通過在兩層石墨烯之間放置一層兩個原子厚的鈉層，就有可能製造出一個容量略低於鋰離子電池陽極容量的陽極：大約335mA*h/g，相應地372mA*h/g。

「計算表明，增加鋰層的數量會導致穩定性的降低。在鈉的情況下，有一個相反的趨勢：結構的穩定性隨著層數的增加而增加」，NUST-MISiS和IBCP-RAS無機納米材料實驗室的高級研究員Zakhar popopov解釋道。

下一步，科學家團隊想要創造和研究實驗樣本。科學家們相信，如果成功，他們可以考慮製造新一代電池。與鋰離子電池容量相同甚至超過鋰離子電池的容量，鈉電池將便宜幾倍。