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EPFL利用掺钠石墨烯制造电池

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(图片来源:epfl官网)

58京牌 随着锂电池在汽车和手机领域的广泛应用,锂已经成为一种重要的电池材料。电池中最常见的负极材料之一是掺锂原子石墨。但是,使用量增加可能导致锂材料短缺,因此很有必要寻找一种既便宜又丰富的锂替代品。

钠离子电池有望成为锂离子电池的替代品。钠是地球上第六丰富的元素,而锂仅仅排第25;此外,钠的来源多种多样,包括岩盐或海水。然而,使用钠电池时存在一个重大障碍,那就是石墨的膨胀率只有锂的1 / 10左右,使充电存储容量减少,电池寿命缩短。

,EPFL的客座科学家们发现了一种新的合成途径,通过在若干层石墨烯中加入钠,产生高效存储能力。这种方法使用液态氨作为催化剂。众所周知,液态氨可以溶解碱金属,有利于促进反应,并方便将最后的物质转换成气体,其结果是产生一种高钙含量材料。

在少数几层石墨烯基质中,从钠中转移电子的磁矩(自旋),能在相当长一段时间内保持方向,这一点特别有吸引力。这一特性在部分自旋电子学信息技术中是必不可少的。主要研究人员Ferenc Simon表示:“我们的材料可以在工业规模上合成,并保持优异的性能。”

尽管结果喜人,但科学家们承认,想要真正实现产品商业化,这条路还很长。同时,随着对电池的需求不断增长,这项研究有望开辟创新蹊径。这项研究由布达佩斯技术和经济大学(Budapest University of Technology and Economics)的Ferenc Simon和Bence G. Markus,以及复杂物质物理学实验室Forro教授的团队共同进行。其他有贡献机构包括埃尔朗根-纽伦堡大学 (University of Erlangen-Nürnberg)、马德里康普顿斯大学(Universidad Complutense de Madrid)、亚查伊理工大学(Yachay Tech University)、维也纳大学(University of Vienna)。

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