सोडियम-आयन बैटरी इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी अनुसंधान में महत्वपूर्ण प्रगति

सोडियम-आयन बैटरी, लिथियम-आयन बैटरी के बाद, ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी के एक नए रूप का प्रतिनिधित्व करती है। लिथियम-आयन बैटरियों के विपरीत, सोडियम-आयन बैटरियां पृथ्वी पर पाए जाने वाले प्रचुर सोडियम संसाधनों का लाभ उठाती हैं, विशेष रूप से समुद्री जल से निकाले गए नमक में, और पानी में घुलनशील इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करती हैं। यह डिज़ाइन समृद्ध कच्चे माल के स्रोतों का दोहन करने और अति-स्वच्छ विनिर्माण वातावरण की आवश्यकता को समाप्त करने का लाभ प्रदान करता है। परिणामस्वरूप, अगली पीढ़ी की ऊर्जा भंडारण बैटरियों का उत्पादन कम लागत पर होने का अनुमान है।

सोडियम आयनों की बड़ी आयनिक त्रिज्या के कारण, सोडियम-आयन बैटरियों को अक्सर कम क्षमता और अपर्याप्त चक्र प्रदर्शन जैसी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, कई विद्वानों ने सोडियम-आयन इलेक्ट्रोड सामग्रियों पर व्यापक बुनियादी शोध किया है, जिससे उल्लेखनीय प्रगति हुई है। चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (21336003 और 21073120) और राष्ट्रीय 973 कार्यक्रम (2014CB239700) द्वारा समर्थित, शंघाई जिओ टोंग विश्वविद्यालय में प्रोफेसर मा ज़िफेंग के अनुसंधान समूह ने औद्योगिक के लिए Na2/3[Ni1/3Mn2/3] को बढ़ाने के लिए ग्राफीन ऑक्साइड लागू किया। अनुप्रयोग। उन्होंने O2 इलेक्ट्रोड को संशोधित किया, जिससे उच्च चालकता विशेषताओं वाला एक बाइंडर-मुक्त लचीला इलेक्ट्रोड तैयार हुआ। उल्लेखनीय रूप से, इस इलेक्ट्रोड ने 0.1C से 10C (J) तक के चार्ज और डिस्चार्ज चक्र के तहत सराहनीय क्षमता और चक्र प्रदर्शन प्रदर्शित किया। मेटर. रसायन. A, 2 (2014) 6723-6727).

एक हालिया सफलता में, अनुसंधान टीम ने लागत प्रभावी प्रशियाई नीली सामग्री (NaMFe(CN)6) का उपयोग किया और एक विशिष्ट क्षमता के साथ उच्च क्षमता, लंबे चक्र-जीवन सोडियम-आयन बैटरी कैथोड सामग्री विकसित करने के लिए इसकी आंतरिक आणविक संरचना को अनुकूलित किया। 118.2 एमएएच/जी तक (10 एमएएच/जी पर)। यह क्षमता Na2MnFe(CN)6 सामग्री के बराबर थी। 100 mA/g के वर्तमान घनत्व पर चार्ज और डिस्चार्ज के 800 चक्रों के बाद, सामग्री ने 83.8% की प्रभावशाली क्षमता प्रतिधारण दर का प्रदर्शन किया, जो Na2MnFe(CN)6 सामग्री से काफी आगे निकल गई।

विशेष रूप से, अनुसंधान टीम ने ऊर्जा भंडारण के लिए एक प्रोटोटाइप सोडियम-आयन बैटरी बनाने के लिए इस सामग्री को हार्ड कार्बन नकारात्मक इलेक्ट्रोड के साथ जोड़कर एक अभूतपूर्व मील का पत्थर हासिल किया। ऊर्जा घनत्व 81.72 Wh/kg तक पहुंचने के साथ, जो लेड-एसिड बैटरी से दोगुना है, यह ऊर्जा भंडारण सोडियम-आयन बैटरी के औद्योगीकरण के लिए एक मजबूत तकनीकी नींव रखता है।