Das Korea Institute of Science and Technology entwickelt eine Kupfersulfidanoden-Natriumionenbatterie

lithium-ionen-batterien sind der Hauptbestandteil der heutigen energiespeichertechnologie und werden häufig in verschiedenen Arten von 3C-Produkten und Elektrofahrzeugen eingesetzt. Der Lithiummetallgehalt macht jedoch nur 0,06% der Erdkruste aus, und die Nachfrage in den letzten Jahren hat zugenommen stark erhöht, was zu einem Anstieg der Rohstoffpreise führt, und die Sicherheit wird kritisiert. Neben der Verbesserung der Batterieleistung und der Kostensenkung gibt es auch Teams, die nach anderen Batterien als Lithium suchen.

Unter diesen ist die Natriumionenbatterie (SIB) ein aufgehender Stern. Da Natrium- und Lithiummetall beide unedle Metalle sind, sind die physikalisch-chemischen Werte ähnlich. Die Lithium-Ionen-Batterietechnologie und -materialien können für Natriumbatterien verwendet werden, Natriumionenbatterien weisen jedoch Kapazität und Stabilität des Anodenzyklus auf. Es gibt noch viel Raum für Wachstum. Vor kurzem hat das Korea-Institut für Wissenschaft und Technologie (KAIST) erfolgreich eine Kupfersulfid-Kupferanodenbatterie entwickelt, mit der die Gesamtkosten für die Batterieproduktion weiter gesenkt und die Kapazität erhöht werden sollen, und die Natriumionenbatterie in Richtung Kommerzialisierung bewegen soll.

JongMinYuk und JeongYong Lee vom KAIST Materials Science and Engineering Institute entwickelten gemeinsam ein Anodenmaterial, das für Natriumionenbatterien geeignet ist. In Forschung und Tests ist die Zirkulation von Kupfersulfidanoden 1,5-mal höher als die von alten Materialien, und die Herstellungskosten werden voraussichtlich um 40% gesenkt. .

Das Forscherteam hat an Anodenmaterialien mit hoher Leitfähigkeit und hoher theoretischer Kapazität sowie an ausgewählten kupferplattierten Nanoplatten gearbeitet. Das Team ist der Ansicht, dass die Verbindung leicht mit Natrium legiert werden kann, sodass eine Erhöhung der Batteriekapazität und der erweiterten Zirkulation erwartet wird.

Die Studie wies auch darauf hin, dass das Kupfersulfid nach kristallographischer Einstellung Raum für die Natriuminsertionsreaktion lassen kann. Die Testergebnisse zeigen, dass im Vergleich zu den Lithiumionen im Graphit die Implantationsfähigkeit von Kupfersulfid-Natriummetallionen etwa 1,5-mal höher ist und die Anfangskapazität nach 250 Lade- und Entladezyklen bei 90% gehalten werden kann.

Und Natriumionenbatterien haben einen der größten Vorteile, nämlich, dass der Krustengehalt bis zu 2,6% beträgt und der Gehalt der Nanozelle an sechster Stelle steht. Die Entwicklung einer Natriumionenbatterie trägt dazu bei, die Gesamtbatteriekosten zu senken, insbesondere bei 3C-Produkten. Die Batteriekosten machen 30% aus.

Yuk wies darauf hin, dass es in den letzten Jahren in Südkorea Probleme mit der Luftqualität gegeben habe und die Menschen großes Interesse an Produkten für erneuerbare Energien gezeigt hätten. Daher kann diese Forschung Südkorea einen Vorsprung bei Energieprodukten verschaffen. Die Studie ist derzeit in Nature Communications veröffentlicht.

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