Litiumdan Ucuz, Eyni Gücdə: Natrium Akkumulyatorları Nəhayət Liderliyə Yaxınlaşır

Bütün bərk cisimli akkumulyatorlar elektrikli nəqliyyat vasitələri, elektronika və şəbəkədən alınan bərpa olunan enerjinin saxlanması üçün daha təhlükəsiz və güclü bir yoldur. Lakin bu texnologiyanın əsas elementi olan litium həm baha, həm də az tapılandır.

Bundan əlavə, litiumun hasilatı adətən ətraf mühitə ciddi zərər vurur.

Natrium isə litiuma nisbətən daha ucuz, daha çox yayılmış və hasilatı ətraf mühitə daha az zərər verən bir alternativdir. Buna baxmayaraq, natrium əsaslı bərk cisimli akkumulyatorlar uzun müddət adi temperaturlarda litiumun göstəricilərinə çata bilmirdi.

UChicago Pritzker Molekulyar Mühəndislik Məktəbindən (UChicago PME) professor Y. Shirley Meng bildirir ki, "Məsələ natrium yoxsa litium deyil. Hər ikisinə ehtiyacımız var. Sabahın enerji saxlama həlləri haqqında düşünəndə, eyni gigazavodun həm litium, həm də natrium kimyasına əsaslanan məhsullar istehsal etdiyini təsəvvür etməliyik." O əlavə edir ki, bu yeni araşdırma bizi həmin son məqsədə yaxınlaşdırır, eyni zamanda əsas elmi inkişaf etdirir.

Mengin qrupunun Joule jurnalında dərc olunan yeni tədqiqatı bu problemi həll etmək istiqamətində mühüm addımdır. Tədqiqatçılar otaq temperaturundan donma nöqtəsindən aşağı temperaturlara qədər etibarlı işləyən natrium əsaslı bərk cisimli akkumulyator hazırlayıblar. Bu, sahə üçün yeni bir göstərici müəyyən edir.

A*STAR Material Tədqiqat və Mühəndislik İnstitutundan olan və Mengin laboratoriyasında çalışan əsas müəllif Sam Oh-un sözlərinə görə, əldə edilən nəticələr natrium texnologiyasını elektrokimyəvi göstəricilər baxımından litiumla rəqabətə çox yaxınlaşdırır.

Bu nailiyyət, eyni zamanda, material elmində də əsaslı bir irəliləyiş hesab olunur.

Oh deyir ki, "Bizim əldə etdiyimiz böyük yenilik ondan ibarətdir ki, əslində əvvəllər haqqında məlumat verilməyən, metastabil bir strukturu sabitləşdiririk." O qeyd edir ki, natrium hidridoboratın bu metastabil strukturu çox yüksək ion keçiriciliyinə malikdir. Bu göstərici, ədəbiyyatda qeyd olunan göstəricidən ən azı bir tərtib, əsas maddədən isə üç-dörd tərtib yüksəkdir.

Yerləşmiş üsul, yeni sahə

Bu strukturu yaratmaq üçün tədqiqatçılar natrium hidridoboratın metastabil formasını kristallaşmağa başlayana qədər qızdırıb, sonra strukturu yerində saxlamaq üçün sürətlə soyudublar. Oh bildirir ki, bu metod material elminin digər sahələrində yaxşı tanınsa da, bərk elektrolitlər üçün əvvəllər istifadə edilməyib.

Bu texnikanın praktik tanışlığı kəşfin laboratoriyadan sənaye istehsalına keçidini asanlaşdıra bilər.

Oh əlavə edir: "Bu texnika artıq mövcud olduğundan, gələcəkdə miqyası artırmaq daha asan olacaq. Əgər tamamilə yeni bir şey təklif olunsa və ya mövcud prosesləri dəyişdirmək lazım gəlsə, sənaye bunu qəbul etməyə daha tərəddüdlü yanaşır."

Bu metastabil fazanı xlorid əsaslı bərk elektrolitlə örtülmüş O3 tipli katodla birləşdirmək, qalın, yüksək səthi yükləmə qabiliyyətinə malik katodların yaradılmasına imkan verir. Bu yeni dizayn əvvəlki natrium akkumulyatorlarından üstündür. Nazik katod dizaynlarından fərqli olaraq, bu qalın katod daha az passiv material və daha çox aktiv katod "ətini" ehtiva edəcək.

Oh izah edir ki, "Katod nə qədər qalın olsa, akkumulyatorun nəzəri enerji sıxlığı - müəyyən bir sahədə saxlanılan enerji miqdarı - bir o qədər yaxşılaşır."

Hazırkı tədqiqat natriumu akkumulyatorlar üçün işlək bir alternativ kimi irəli aparır. Bu, litiumun nadirliyini və ətraf mühitə vurduğu zərəri azaltmaq üçün həyati bir addımdır.

Oh yekunlaşdırır: "Hələ uzun bir yolumuz var, lakin bu araşdırma ilə gördüyümüz iş bu imkanı açmağa kömək edəcək."