固体ナトリウム電池はリチウム電池の有望な代替品です。

現在の研究では、ナトリウムはバッテリーの実現可能な代替品として位置付けられており、ナトリウムの不足と環境への影響に対処するための重要な一歩となります。

研究者たちは、氷点下でも性能を維持する全固体ナトリウム電池を開発しました。カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者によって開発されたこの電池は、リチウムベースの電力機器の代替となる可能性があります。

研究者らはまた、ナトリウムは安価で豊富に存在し、害の少ない代替物質であるが、現在彼らが開発した全固体電池は室温ではうまく機能しないことも明らかにした。

この研究は、シカゴ大学プリツカー分子工学大学院のY・シャーリー・メン教授が主導した。

エンジニアたちは、半安定状態の水素化ホウ酸ナトリウムを結晶化し始めるまで加熱し、その後急速冷却することで結晶構造を運動学的に安定化させました。これは広く知られている技術ですが、固体電解質に適用されたのは初めてでした。

研究者らは、この親しみやすさが、この研究室のイノベーションを将来的に実際の製品に変えることに役立つ可能性があると述べている。

「ナトリウムかリチウムかという問題ではなく、両方が必要なのです」と、シカゴ大学プリツカー分子工学大学院（UChicago PME - USA）のY・シャーリー・メン教授は述べています。「将来のエネルギー貯蔵ソリューションを考える際、リチウムとナトリウムの両方の化学に基づいた製品を生産できる巨大な工場を構想すべきです。この新たな研究は、その究極の目標に近づくと同時に、基礎科学の進歩にも貢献します。」

研究チームはまた、ナトリウムの化学は興味深いが、ナトリウム固体電解質は室温では限られたイオン伝導性を示すことにも言及している。

カリフォルニア大学サンディエゴ校のグループの研究では、計算データと実験データを組み合わせて、水素化ホウ素ナトリウムの準安定特性を評価し、結晶化状態からの急速な冷却により、Na+の急速な移動を伴う斜方晶相ダイナミクスが固定されることを実証しました。

固体ナトリウム電池は、環境へのダメージが少ないエネルギーソリューションとして希望を与えてくれます。

研究者らは、塩化物ベースの固体電解質でコーティングされたカソードと組み合わせると、この超安定相により、氷点下でも性能を維持する高密度で高面積負荷の複合カソードの作成が可能になると指摘しています。

「基本原理は、拡散を促進するアニオン骨格を運動学的に安定化することであるため、このアプローチは関連するヒドリドボレートやその他のアニオンクラスター化学にも応用可能です。本研究は、高性能固体電解質のための実用的な設計戦略と製造ガイドラインを提供します」と研究チームは報告しています。

シンガポールのA*STAR材料研究工学研究所の共同執筆者サム・オー氏は、この研究は電気化学的性能の点でナトリウムをリチウムとより対等に競争させるのに役立つと述べた。

私たちが達成した画期的な進歩は、これまで報告されたことのない半安定構造を実際に安定化させたことです。この水素化ホウ素ナトリウムの半安定構造は、非常に高いイオン伝導率を有し、文献で報告されているイオン伝導率よりも少なくとも1桁高く、前駆体自体よりも3～4桁高い値を示します。

この研究は、リチウムよりもはるかに安価で入手しやすい原料の利用可能性を示唆しています。長年にわたり、携帯型デジタル機器の開発に伴い、人類はリチウムの採掘と精製において、環境面で大きなトレードオフを強いられてきました。

リチウム採掘による汚染を制限することを目的とした固体ナトリウム電池ソリューション。

興味深いエンジニアリングソースリンクを参照

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https://interestingengineering.com/energy/all-solid-state-sodium-batteries-created

出典: https://khoahocdoisong.vn/pin-natri-the-ran-co-trien-vong-thay-the-cho-cac-loai-pin-lithium-post2149056855.html