Proliferação de veículos elétricos com base em alto desempenho, bateria de íon sódio de baixo custo
p Resumo gráfico. Crédito:Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST)
p Várias empresas automobilísticas estão se preparando para mudar de veículos com motor de combustão interna (IC) para veículos elétricos (EVs). Contudo, devido ao custo mais alto, Os VEs não são tão facilmente acessíveis aos consumidores; portanto, vários governos estão subsidiando VEs para promover vendas. Para custos de EV para competir com os de veículos com motor IC, suas baterias, que respondem por cerca de 30% de seu custo, deve ser mais econômico do que os veículos baseados em IC. p O Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia (KIST) anunciou que a equipe do Dr. Sang-Ok Kim no Centro de Pesquisa de Armazenamento de Energia desenvolveu um romance, alta performance, material de ânodo econômico para uso em baterias secundárias de íon de sódio, que são mais econômicas do que as baterias de íon de lítio. Este novo material pode armazenar 1,5 vezes mais eletricidade do que o ânodo de grafite usado em baterias comerciais de íon-lítio e seu desempenho não se degrada mesmo após 200 ciclos com taxas de carga / descarga muito rápidas de 10 A / g.
p O sódio é 500 vezes mais abundante na crosta terrestre do que o lítio; portanto, As baterias de íon de sódio têm chamado a atenção considerável como a bateria secundária de próxima geração porque é 40% mais barata do que as baterias de íon de lítio. Contudo, em comparação com os íons de lítio, íons de sódio são maiores e, portanto, não pode ser armazenado de forma estável em grafite e silício, que são amplamente utilizados como ânodos em tais baterias. Portanto, o desenvolvimento de um romance, é necessário material de ânodo de alta capacidade.
p A equipe de pesquisa KIST usou dissulfeto de molibdênio (MoS
2 ), um sulfeto de metal que tem atraído interesse como candidato para materiais de ânodo de grande capacidade. MoS
2 pode armazenar uma grande quantidade de eletricidade, mas não pode ser usado devido à sua alta resistência elétrica e instabilidade estrutural que ocorrem durante a operação da bateria. Contudo, A equipe do Dr. Sang-Ok Kim superou esse problema criando uma camada de nano-revestimento de cerâmica usando óleo de silicone, que é de baixo custo, material ecológico. Através do processo simples de mistura do MoS
2 precursor com óleo de silicone e tratamento térmico da mistura, eles poderiam produzir uma heteroestrutura estável com baixa resistência e estabilidade aprimorada.
p Esquema do processo de síntese do MoS dopado com nitrogênio 2 com base em material de ânodo. Crédito:Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST)
p Além disso, a avaliação das propriedades eletroquímicas indicou que este material poderia armazenar de forma estável pelo menos duas vezes mais eletricidade (~ 600 mAh / g) do que o MoS
2 material sem revestimento e poderia manter essa capacidade mesmo após 200 ciclos rápidos de carga / descarga. Este excelente desempenho foi alcançado pela formação da camada de nano-revestimento de cerâmica com alta capacidade de armazenamento elétrico, que confere alta condutividade e rigidez ao MoS
2 superfície, resultando em baixa resistência elétrica do material e alta estabilidade estrutural.
p Dr. Sang-Ok Kim, afirmaram que "poderiam resolver com sucesso os problemas de alta resistência e instabilidade estrutural do MoS
2 através da tecnologia de estabilização de superfície de nano-revestimento. Como resultado, poderíamos desenvolver uma bateria de íon de sódio que pode armazenar de forma estável uma grande quantidade de eletricidade. Nosso método usa custo-benefício, materiais ecológicos e, se adaptado para a fabricação em grande escala de materiais anódicos, pode reduzir os custos de produção e, portanto, impulsionar a comercialização de baterias de íon de sódio para dispositivos de armazenamento de energia de grande capacidade. "