Ein internationales Team von Wissenschaftlern von NUST MISIS, dem Institut für Bioorganische Chemie der Russischen Akademie der Wissenschaften und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf hat festgestellt, dass anstelle von Lithium in Batterien Natrium verwendet werden kann, das auf besondere Weise "verpackt" ist. Natriumbatterien sind deutlich billiger, haben jedoch keine geringere Kapazität als Lithium-Ionen-Batterien und werden diese langfristig sogar übertreffen.
Im Verlauf der Forschung wurde festgestellt, dass, wenn die Atome in der Probe auf bestimmte Weise "gepackt" werden, auch andere Alkalimetalle eine hohe Energieintensität aufweisen. Der vielversprechendste Ersatz für Lithium ist Natrium, da selbst bei einer zweischichtigen Anordnung von Natriumatomen in der Bigraphenstruktur (zwei Graphenschichten - oben und unten) die Kapazität einer solchen Anode mit der Kapazität einer herkömmlichen Graphitanode in Lithiumionenbatterien vergleichbar wird: etwa 335 mA * h / g (Milliampere-Stunde pro Gramm Material) gegenüber 372 mAh / g für Lithium. Darüber hinaus ist Natrium in der Natur viel häufiger als Lithium. Zum Beispiel enthält gewöhnliches Speisesalz die Hälfte dieses Elements.
Eine besondere Art, Atome zu stapeln, besteht darin, sie in mehreren Schichten übereinander anzuordnen. Diese Struktur entsteht, indem Atome von einem Metallstück unter Hochspannung in den Raum zwischen zwei Graphenschichten übertragen werden, was den Ladevorgang einer Batterie nachahmt. Das Ergebnis ist ein Sandwich - eine Kohlenstoffschicht, zwei Schichten Alkalimetall und wieder eine Kohlenstoffschicht.
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Der nächste Schritt des Forschungsteams besteht darin, eine experimentelle Probe zu erstellen und im Labor zu untersuchen. Dies wird vom ausländischen Teil des Teams des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf durchgeführt. Wenn dies gelingt, wird es möglich sein, über die Schaffung einer neuen Generation von Natriumbatterien zu sprechen, deren Kapazität mit Lithium-Ionen vergleichbar ist oder diese sogar übertrifft, während sie um ein Vielfaches billiger ist.
Ein Artikel über die Forschung wurde in der Zeitschrift Nano Energy veröffentlicht .