ابتكر العلماء خلايا أيون الصوديوم (Na-ion) ذات المنحل بالكهرباء الصلبة • السيارات الكهربائية
ابتكر علماء من جامعة أوستن (تكساس ، الولايات المتحدة الأمريكية) خلايا Na-ion ذات إلكتروليت صلب. إنها ليست جاهزة بعد للإنتاج ، لكنها تبدو واعدة: فهي تشبه في بعض النواحي خلايا أيونات الليثيوم ، وتتحمل عدة مئات من دورات التشغيل وتستخدم عنصرًا رخيصًا وبأسعار معقولة - الصوديوم.
الأسفلت والجرافين والسيليكون والكبريت والصوديوم - هذه المواد والعناصر ستجعل من الممكن تحسين العناصر الكهربائية في المستقبل. لديهم شيء واحد مشترك: فهي متاحة بسهولة نسبيًا (باستثناء الجرافين) وتعد بأداء مشابه لليثيوم ، وربما يكون أفضل في المستقبل.
فكرة مثيرة للاهتمام هي استبدال الليثيوم بالصوديوم. ينتمي كلا العنصرين إلى نفس المجموعة من الفلزات القلوية ، وكلاهما متفاعل بشكل متساوٍ ، لكن الصوديوم هو العنصر السادس الأكثر وفرة في قشرة الأرض ويمكننا الحصول عليه بثمن بخس. في خلايا أيون الصوديوم المطورة في تكساس ، يتم استبدال الليثيوم الموجود في الأنود بالصوديوم ، ويتم استبدال الإلكتروليتات القابلة للاشتعال بإلكتروليتات الكبريت الصلبة. (مصدر).
في البداية ، تم استخدام الكاثود الخزفي ، ولكن أثناء التشغيل (استقبال الشحن / نقل الشحن) تغير حجمه وانهار. لذلك ، تم استبداله بمهبط مرن مصنوع من المواد العضوية. عملت الخلية المصممة بهذه الطريقة دون أعطال لأكثر من 400 دورة شحن / تفريغ ، وتلقى الكاثود كثافة طاقة قدرها 0,495 كيلو واط / كجم (لا ينبغي الخلط بين هذه القيمة وكثافة الطاقة للخلية أو البطارية بأكملها).
> Tesla Robotaxi اعتبارًا من عام 2020. تذهب إلى الفراش وتذهب تسلا وتجني المال من أجلك.
بعد مزيد من التحسين للكاثود ، كان من الممكن الوصول إلى مستوى 0,587 كيلو واط ساعة / كجم ، والذي يتوافق تقريبًا مع القيم التي تم الحصول عليها على كاثودات خلايا أيون الليثيوم. بعد 500 دورة شحن ، تمكنت البطارية من الاحتفاظ بـ 89 بالمائة من سعتها.والذي يتوافق أيضًا مع معلمات خلايا Li-ion [الأضعف].
تعمل خلايا Na-ion بجهد أقل من خلايا الليثيوم أيون ، لذا يمكن استخدامها لتشغيل الإلكترونيات المحمولة. ومع ذلك ، قررت مجموعة أوستن أيضًا الانتقال إلى الفولتية العالية بحيث يمكن استخدام الخلايا في السيارات الكهربائية. لماذا ا؟ أحد العوامل الرئيسية للسيارة هو قوتها ، وهي تعتمد بشكل مباشر على قوة التيار والجهد عند الأقطاب الكهربائية.
تجدر الإشارة إلى أن John Goodenough ، مخترع خلايا أيونات الليثيوم ، يأتي من جامعة أوستن.
افتتاح الصورة: تفاعل كتلة صغيرة من الصوديوم مع الماء (ج) خبير الذاكرة رون وايت - تدريب الذاكرة وتدريب الدماغ / يوتيوب. مزيد من الأمثلة:
قد يثير هذا اهتمامك:
