Naučnici dizajniraju jeftinu-natrijum{1}}ionsku bateriju sa jeftinim materijalima za elektrode
Jan 26, 2026
Međunarodni istraživački tim dizajnirao je sistem za skladištenje natrijum{0}}jonskih baterija (SIB) baziran na katodnom materijalu tipa P2 poznatom kao Na0.67Mn0.33Ni0.33Fe0.33O2 i anodi koja se oslanja na materijal od tvrdog ugljenika napravljenog od cvjetova lavande.
Predložena konfiguracija sistema je namijenjena niskoj-proizvodnji uz osiguravanje skalabilnosti i ekološke održivosti, jer su dva materijala elektroda opisana kao "široko dostupni" prekursori.
"Različitost biljaka i proizvodni kapaciteti su važni faktori koji utiču na komercijalizaciju SIB-ova, jer su tvrdi ugljici dobiveni iz biljaka{0}}i održivi i ekonomični," objasnili su istraživači. „Tvrdi ugljik dobiven iz biljaka čuva mikrostrukturu biljnog tkiva, čime se poboljšava prodiranje elektrolita i difuznost natrija.
Naučnici su procijenili globalnu proizvodnju lavande na otprilike 1.000-1.500 tona godišnje. Međutim, samo mali dio ove proizvodnje može se koristiti za materijale za elektrode, jer je samo ostatak cvijeta pogodan za pretvaranje u tvrdi ugljik.
Također su primijetili da anoda od tvrdog ugljika i katoda tipa P2- u punoj ćeliji nemaju dovoljno rezervoara natrijuma, što dovodi do loših elektrohemijskih performansi. "Sadašnji rad rješava ovaj jaz procjenom pune -ćelijske performanse P2-Na0.67Mn0.9Ni0.1O2 zajedno sa tvrdim ugljikom dobivenim iz otpada cvijeta lavande pod različitim pristupima predsodijaciji," dalje su objasnili.
Naučnici su koristili difrakciju X- zraka (XRD), skenirajuću elektronsku mikroskopiju (SEM), X- fotoelektronsku spektroskopiju X-, infracrvenu spektroskopiju Fourier- infracrvene spektroskopije (FTIR) i Ramanovu spektroskopiju da okarakterišu katodu SIB sistema i otkrili su da je katoda i katoda/anoda 3mm strukture, dok je anoda pokazivala karakteristične široke vrhove amorfnog ugljika.
SEM i TEM su posebno otkrili zrna katode veličine mikrometara{0}} i poroznu površinu tvrdog ugljika, a EDS i XPS su pokazali da materijal ima dobru strukturnu stabilnost. Dalja analiza je takođe pokazala da je ugradnja nikla (Ni) poboljšala strukturne, elektronske i elektrohemijske performanse katode.
Štaviše, elektrohemijska ispitivanja su otkrila početni kapacitet od 200 mAh/g za katodu i 360 mAh/g za anodu sa zadržavanjem kapaciteta od 42% i 67,4% nakon 100 ciklusa. Sve u svemu, utvrđeno je da Ni doping poboljšava provodljivost i stabilnost katode, a anoda je pokazala dobre performanse skladištenja natrijuma, podržavajući jake polu{6}}ćelije i potencijalne pune -ćelije, prema istraživačima.
"Ova sveobuhvatna studija naglašava potencijal za razvoj SIB-a sa niskim-i održivim materijalima za elektrode," zaključili su. "Optimizacija strategija predsodijacije nudi priliku za napredne komercijalne i skalabilne SIB tehnologije."
Sistem je opisan u studiji "Ekonomične natrijumske- baterije koje koriste katodu Na0.67Mn0.9Ni0.1O2 i tvrdi ugljik-cvijeta-otpada-lavande-cvijeta-izvođenog- sa komparativnim pristupom pre{{9}natapanja u časopisu Power of Source, objavljenom u časopisu Power. Istraživački tim činili su naučnici sa turskog Univerziteta Inonu, Tehničkog univerziteta u Istanbulu, Univerziteta Malatya Turgut Ozal i Univerziteta Aksaray, kao i sa Korejskog instituta za nauku i tehnologiju i pakistanskog Quaid-i{12}}Azam univerziteta, između ostalih.
