من المتوقع أن يتم استبدال بطاريات أيونات الليثيوم -! علماء أمريكيون يطورون بطارية أحلام جديدة

It is expected to replace lithium-ion batteries! US scientists develop new "dream battery"

American scientists published a paper in the latest issue of the "Journal of the American Chemical Society" saying that they have developed a new type of sodium-sulfur battery that solves the problems of dendrites commonly faced by similar batteries and makes the battery life longer - after 300 cycles Charge and discharge are still stable performance. The latest research is an important milestone on the road to commercialization of sodium-sulfur batteries, which are expected to replace the widely used lithium-ion batteries in the future.

: شبكة منظمة الفيزيائيين

تُستخدم بطاريات أيونات الليثيوم - على نطاق واسع حاليًا في الهواتف الذكية والمركبات الكهربائية. ومع ذلك ، فإن الليثيوم والكوبالت ، وهما المادتان الخام لإنتاج بطاريات أيونات الليثيوم - ، لا يقتصران على الاحتياطيات فحسب ، بل لهما أيضًا تأثير سلبي معين على البيئة ، بما في ذلك استخدام كميات كبيرة من المياه الجوفية ، والتلوث من التربة ومصادر المياه ، انبعاثات الكربون عالية. مواد مثل الصوديوم والكبريت أرخص ، ومتوفرة بسهولة (يمكن الحصول على الصوديوم من المحيط) وأكثر صداقة للبيئة. مع وضع ذلك في الاعتبار ، كان الباحثون يعملون على بطاريات - الصوديوم التي يمكن أن تعمل في درجة حرارة الغرفة على مدار العشرين عامًا الماضية.

The latest research leader, Professor Arumgan Mantiram, Director of the Materials Institute at the University of Texas at Austin, said: "The sodium and sulfur are abundant, environmentally friendly, and cost-effective, making sodium-sulfur batteries a promising alternative. kind of 'dream battery'."

In two recent studies of sodium batteries by Mantiram's team, the scientists adjusted the composition of the electrolyte to help ions move back and forth between the cathode and anode, stimulating the charging and discharging of the battery. In addition, they have overcome a common problem in sodium batteries -- needle-like dendrites that grow on the battery's anode, causing the battery to rapidly age, short-circuit, and even catch fire and explode.

The researchers explain that in previous sodium-sulfur battery electrolytes, intermediate compounds formed from sulfur would dissolve in the electrolyte and shuttle between the two electrodes within the battery, leading to material loss, component degradation and dendrite formation. The new electrolyte they formulated uses an inert (not involved in chemical reaction) solvent to dilute the concentrated salt solution, thereby keeping the electrolyte in a "semi-dissolved" state. The results show that the new electrolyte can prevent the dissolution of sulfur, thus solving the shuttle and dendrite problems. This allows the battery to last longer, showing stable performance after 300 charge-discharge cycles.

ارتفعت أسعار الليثيوم بشكل كبير خلال العام الماضي ، وارتفعت الدعوات لإيجاد بدائل لبطاريات الليثيوم - الأيونية. يخطط الباحثون للبناء على هذا الاختراق من خلال اختبار بطاريات أكبر لمعرفة ما إذا كان يمكن تطبيقها على السيارات الكهربائية وتخزين مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية.