IT之家 12 月 23 日消息，休斯頓大學(xué)卡內(nèi)帕研究實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)銜的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)近日開發(fā)出一種新型鈉離子電池材料，可顯著提高電池效率和能量性能，為構(gòu)建更可持續(xù)、更經(jīng)濟(jì)的能源未來鋪平道路。
據(jù)IT之家了解，長(zhǎng)期以來，鋰離子電池一直是智能手機(jī)、筆記本電腦乃至電動(dòng)汽車等設(shè)備的首選技術(shù)。然而，由于鋰資源相對(duì)稀缺、價(jià)格昂貴、開采困難等，人們對(duì)鋰離子電池的未來日益擔(dān)憂，全球科學(xué)家正致力于開發(fā)可行的替代方案。
這項(xiàng)新研究聚焦于一種化學(xué)式為 NaxV2 (PO4) 3 的磷酸釩鈉材料。研究表明，該材料可將鈉離子電池的能量密度（單位重量?jī)?chǔ)存的能量）提高 15% 以上。與現(xiàn)有鈉離子電池的 396 瓦時(shí) / 千克（Wh/kg）相比，采用新型材料的電池能量密度高達(dá) 458 Wh/kg，使其在性能上更接近鋰離子電池。
“鈉的價(jià)格僅為鋰的約 1/ 50，甚至可以從海水中提取，這使其成為大規(guī)模儲(chǔ)能更可持續(xù)的選擇，”休斯頓大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程助理教授、卡內(nèi)帕實(shí)驗(yàn)室首席研究員皮耶爾馬努埃萊?卡內(nèi)帕表示，“鈉離子電池的生產(chǎn)成本可能更低、更容易，有助于減少對(duì)鋰的依賴，并使電池技術(shù)在全球范圍內(nèi)更易獲得?！?/p>
研究人員使用新型材料 NaxV2 (PO4) 3 制造了電池原型，并展示了顯著的儲(chǔ)能性能提升。NaxV2 (PO4) 3 屬于“鈉超離子導(dǎo)體”（NaSICONs）系列，其設(shè)計(jì)允許鈉離子在充放電過程中順暢地進(jìn)出電池。
與現(xiàn)有材料不同，NaxV2 (PO4) 3 具有獨(dú)特的鈉離子處理方式，使其能夠作為單相系統(tǒng)運(yùn)行，即在釋放或吸收鈉離子時(shí)保持穩(wěn)定。這使得 NaSICON 在充電和放電過程中保持穩(wěn)定，同時(shí)提供 3.7 伏的連續(xù)電壓，高于現(xiàn)有材料的 3.37 伏。
雖然電壓差異看似微小，但這顯著提高了電池的能量密度。其效率的關(guān)鍵在于釩，釩可以以多種穩(wěn)定狀態(tài)存在，從而能夠儲(chǔ)存和釋放更多能量。
這項(xiàng)研究的意義不僅限于鈉離子電池。用于合成 NaxV2 (PO4) 3 的方法也可應(yīng)用于其他具有類似化學(xué)性質(zhì)的材料，為先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)開辟新的可能性。這將對(duì)諸多領(lǐng)域產(chǎn)生影響，從更經(jīng)濟(jì)、更可持續(xù)的設(shè)備供電電池，到助力我們向更清潔的能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。
“我們的目標(biāo)是為能量?jī)?chǔ)存找到清潔、可持續(xù)的解決方案，”卡內(nèi)帕說，“這種材料表明，鈉離子電池可以在滿足現(xiàn)代技術(shù)高能量需求的同時(shí)，兼顧成本效益和環(huán)境友好性?！?/p>
該研究成果已發(fā)表在《自然?材料》期刊上。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對(duì)外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。