中國儲能網(wǎng)訊：日內瓦大學（UNIGE）的一組研究人員研發(fā)固態(tài)電解質，可以使離子在鈉離子電池內更高效地移動。
研究人員將通過改變已知材料增強其導電性來解決鈉基設備的關鍵挑戰(zhàn)。
在電池化學內用鈉代替鋰元素是科學家們的一直以來關注的解決方案之一，以試圖解決在未來維持儲能設備生產的挑戰(zhàn)。
然而，要想在效率和其他性能因素方面與目前的鋰離子電池媲美，鈉電池仍然面臨著必須解決的挑戰(zhàn)。其中一個挑戰(zhàn)是鈉離子不能順利通過鋰離子電池常用的液體電解液。
日內瓦大學（UNIGE）的研究人員想到一個有效解決問題的方案，為鈉基電池研發(fā)一種新型固態(tài)電解質，這種電解質可以使鈉離子更簡單的移動，以制造出更有效且具有潛力的電池。
由日內瓦大學教授Radovan Cerny帶領的團隊通過改變碳、硼和氫組成的材料的晶體結構，這種材料被稱為氫化硼碳，為鈉電池創(chuàng)造了一種可行的電解質，使離子可以更有效的移動。該研究團隊測試了電解質，確定了電池以最佳方式運行所需的壓力。
鋰的問題
鋰離子電池已經(jīng)成為電池的標準，但在未來的設計中，鋰電池仍舊面臨一些挑戰(zhàn)。最重要的一點是，鋰是一種有限的自然資源。
鋰離子電池的液體電解液有時會從電池中泄漏出來，容易引起火災或爆炸等危險情況發(fā)生。
然而，鈉元素更容易獲得、更豐富，也更容易回收，鈉在未來電池化學中成為鋰的代替是一個很好的候選選項。而且，鈉也比鋰更加安全。
然而，研發(fā)鈉基電池對于科研家而言是一個全新的生產過程，日內瓦大學理學院結晶學實驗室Fabrizio Murgia教授在新聞聲明中解釋“研究人員不愿意使用不熟悉的技術?！?
研究人員已經(jīng)提出了用鈉代替鋰的設計方案，并取得了不同程度上的成功。日內瓦大學的研究人員研發(fā)一種新型固態(tài)電解質，氫化硼酸鹽，它是硼和氫的組合，但結構有所改變。
Cerny解釋，研究人員調整了碳氫化硼酸鈉的結構，（sodium carbo-hydridoborate）的結構，使其可以導電，有效地傳輸鈉離子。
Cerny表示，為了達到這一目的，研究團隊在球磨機內對化合物進行高沖擊，產生高溫。這是一種節(jié)能方法，研究小組借鑒了水泥行業(yè)的方法，該行業(yè)廣泛使用這種方法。
研究人員在《ACS Applied Materials & Interfaces》雜志中發(fā)表了該項目的論文。
測試電解質
研究人員測試了鈉基電池中的新型固態(tài)電解質，確定了電解質在電池中的位置，從而可以使其能夠在與電池正負電極（即陽極和陰極）接觸的同時牢固地保持在原位。
為了實現(xiàn)這一目標，需要使用螺釘或彈簧施加適當?shù)膲毫?，研究人員對此加以說明。該團隊對原型電池進行試驗，發(fā)現(xiàn)理想的壓力應該在400大氣壓左右，相當于水下4,000米深處的壓力。他們說，只需轉動幾圈螺絲就能施加這種最佳壓力。
發(fā)表在《Advanced Materials Interfaces》上的另一篇論文詳細描述了該研究團隊在這方面的工作。
Murgia說，該團隊的兩項發(fā)現(xiàn)為鈉離子電池的大規(guī)模生產鋪平道路，從而為行業(yè)采用制定一條更簡單的道路。
Murgia在新聞聲明中說：“由于這些電池的重量稍微重了一些，它們可以用于為汽車提供動力，制造電池的成本也有待評估，現(xiàn)在重要的是，行業(yè)意識到我們發(fā)現(xiàn)的材料是非常有意義的?！?
中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會楊柳翻譯
