Kredit:CC0 Public Domain
Natrium-metallbatterier (SMB) är ett av de mest lovande energilagringssystemen med hög energi och låg kostnad för nästa generations storskaliga applikationer. Ett av de största hindren för utvecklingen av små och medelstora företag är dock okontrollerad dendrittillväxt, som penetrerar batteriets separator och resulterar i kortslutning.
Med utgångspunkt i tidigare arbete vid University of Bristol och i samarbete med Imperial College och University College London, har teamet lyckats göra en separator från cellulosananomaterial som härrör från brunt tång.
Forskningen, publicerad i Advanced Materials , beskriver hur fibrer som innehåller dessa algerhärledda nanomaterial inte bara hindrar kristaller från natriumelektroderna att penetrera separatorn, de förbättrar också batteriernas prestanda.
"Syftet med en separator är att separera de fungerande delarna av ett batteri (plus- och minusändarna) och tillåta fri transport av laddningen. Vi har visat att tångbaserade material kan göra separatorn mycket stark och förhindra att den punkteras. av metallstrukturer gjorda av natrium. Det möjliggör också större lagringskapacitet och effektivitet, vilket ökar batteriernas livslängd – något som är nyckeln till att driva enheter som mobiltelefoner mycket längre, säger Jing Wang, första författare och Ph.D. . student vid Bristol Composites Institute (BCI). Dr. Amaka Onyianta, också från BCI, som skapade cellulosananomaterialen, var medförfattare till forskningen.
"Jag blev glad över att se att dessa nanomaterial kan stärka separatormaterialen och förbättra vår förmåga att gå mot natriumbaserade batterier. Det betyder att vi inte skulle behöva förlita oss på knappa material som litium, som ofta bryts oetiskt och använder en hel del naturresurser, såsom vatten, för att utvinna det.
"Detta arbete visar verkligen att grönare former av energilagring är möjliga, utan att vara destruktiva för miljön i deras produktion", säger professor Steve Eichhorn som ledde forskningen vid Bristol Composites Institute.
Nästa utmaning är att uppskala produktionen av dessa material och ersätta dagens litiumbaserade teknologi. + Utforska vidare
