Forskere laver en stærk batteriseparator ved hjælp af nanomaterialer lavet af tang

Natrium-metal-batterier (SMB'er) er et af de mest lovende højenergi- og billige energilagringssystemer til næste generation af store applikationer. En af de største hindringer for udviklingen af ​​SMB'er er dog ukontrolleret dendritvækst, som trænger ind i batteriets separator og resulterer i kortslutning.

Med udgangspunkt i tidligere arbejde ved University of Bristol og i samarbejde med Imperial College og University College London er det lykkedes teamet at lave en separator fra cellulosenanomaterialer afledt af brun tang.

Forskningen, offentliggjort i Advanced Materials , beskriver, hvordan fibre, der indeholder disse tang-afledte nanomaterialer, ikke kun forhindrer krystaller fra natriumelektroderne i at trænge ind i separatoren, de forbedrer også batteriernes ydeevne.

"Målet med en separator er at adskille de fungerende dele af et batteri (plus- og minus-ender) og tillade fri transport af ladningen. Vi har vist, at tangbaserede materialer kan gøre separatoren meget stærk og forhindre, at den bliver punkteret. af metalstrukturer lavet af natrium. Det giver også mulighed for større lagringskapacitet og effektivitet, hvilket øger batteriernes levetid – noget, der er nøglen til at drive enheder som mobiltelefoner meget længere," sagde Jing Wang, førsteforfatter og Ph.D. . studerende ved Bristol Composites Institute (BCI). Dr. Amaka Onyianta, også fra BCI, der skabte cellulosenanomaterialerne, var medforfatter til forskningen.

"Jeg var glad for at se, at disse nanomaterialer er i stand til at styrke separatormaterialerne og forbedre vores evne til at bevæge os hen imod natriumbaserede batterier. Det betyder, at vi ikke skal stole på knappe materialer såsom lithium, som ofte udvindes uetisk og bruger en hel del naturressourcer, såsom vand, til at udvinde det.

"Dette arbejde viser virkelig, at grønnere former for energilagring er mulige uden at være ødelæggende for miljøet i deres produktion," sagde professor Steve Eichhorn, der ledede forskningen ved Bristol Composites Institute.

Den næste udfordring er at opskalere produktionen af ​​disse materialer og erstatte den nuværende lithium-baserede teknologi. + Udforsk yderligere

Forskere udvikler en ny strategi for bæredygtige post-lithium-ion-batterier