Натрій-іонні батареї пропонують переваги з точки зору вартості сировини та безпеки, але все ще є можливості для вдосконалення, якщо вони замінять всюдисущі літій-іонні технології. Тепер нове дослідження обіцяє знизити виробничі витрати та покращити продуктивність натрій-іонних батарей завдяки електродам з мікроархітектурою.
У дослідженні, яке нещодавно було опубліковано в журналі Small, дослідники з Університету Тохоку в Японії вивчили способи розробки високопродуктивних та недорогих натрій-іонних акумуляторів шляхом збільшення завантаженої кількості активних матеріалів, що використовуються для перетворення акумулятора на єдину одноклітинну батарею. Їхній підхід зменшує кількість неактивних компонентів, які використовуються для зв'язування кількох осередків разом, зменшуючи розмір батареї та знижуючи вартість інгредієнтів. Однак це вимагає виготовлення товстіших електродів, що обмежує рух іонів всередині батареї.
Дослідники вирішили цю проблему, розробивши підхід, який дозволяє виготовляти високопродуктивний мікроінженерний анод з використанням 3D-стереолітографії для друку мікрорешітчастих структур зі смоли. Потім мікрорешітки стискаються шляхом їх карбонізації за допомогою процесу, відомого як піроліз.
Виявлено, що отримані в результаті тверді вуглецеві аноди забезпечують швидке транспортування іонів, що генерують енергію. Крім того, оскільки команда вдосконалила структуру ґрат, її продуктивність покращилася.
"У міру збільшення дозволу 3D-принтерів натрій-іонні батареї можуть зрештою перевершити літій-іонні", - сказав Акіра Кудо, матеріалознавець з Університету Тохоку.
Наступна мета команди полягає в тому, щоб використовувати той самий підхід для виготовлення катода і, зрештою, використовувати тонко спроектовані електроди для чудових акумуляторів натрій-іонних.
Джерело: pv-magazine.com
