berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

IT House News pada tanggal 21 Agustus, Universitas Yanshan mengeluarkan siaran pers pada tanggal 19 Agustus, yang menyatakan bahwa mereka bekerja sama dengan Institut Fisika, Akademi Ilmu Pengetahuan China,Kemajuan penting telah dicapai dalam bahan katoda oksida berlapis ion natrium, dan hasil penelitian yang relevan dipublikasikan di majalah "Science".

Pengenalan tim

Profesor Huang Jianyu memimpin tim Laboratorium Kunci Negara Teknologi Persiapan Bahan Metastabil dan Sains Universitas Yanshan, dan bekerja sama dengan tim peneliti dari Institut Fisika, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok dan Pusat Penelitian Fisika Delta Sungai Yangtze, dan menerbitkan artikel relevan. hasil di majalah Science. Ph.D. dari Institut Fisika, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok Yang Wei, seorang mahasiswa, dan Wang Zaifa, lulusan doktoral dari Universitas Yanshan, adalah penulis pertama makalah ini.

Latar belakang proyek

Bahan katoda oksida berlapis menempati posisi penting dalam bidang baterai litium-ion dan baterai natrium-ion karena kapasitas tinggi yang sangat baik dan karakteristik produksi yang dapat diskalakan.

Berkat ketersediaan sumber daya natrium yang luas dan fleksibilitas yang tinggi dalam pemilihan unsur logam transisi - tidak perlu bergantung pada kobalt dan nikel yang mahal, tetapi besi dan tembaga yang lebih hemat biaya dapat digunakan sebagai alternatif, oksida berlapis ion natrium bahan katoda menunjukkan efektivitas biaya yang signifikan.

Namun, sensitivitas udara dari bahan jenis ini telah mengganggu komunitas riset bahan katoda oksida berlapis ion natrium selama lebih dari empat dekade dan telah menjadi kendala utama yang perlu diatasi dalam proses komersialisasinya.

Hasil penelitian proyek

Tim peneliti menunjukkan bahwa memutus ikatan antar gas merupakan faktor eksternal utama dalam mencapai penyimpanan material yang stabil.

Kuantifikasi degradasi asam dan oksidatif serta pengembangan dan prinsip desain bahan katoda oksida berlapis ion natrium yang secara intrinsik stabil di udara. Foto milik tim proyek

Dengan menggunakan NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 (NFM111) yang dipelajari secara luas sebagai bahan model, tim memperluas homolognya dan menggunakan kombinasi mikroskop elektron transmisi atmosfer sekitar, metode pelabelan isotop, spektrometri massa ion sekunder, neutron hamburan, dan radiasi sinkrotron. Metode karakterisasi tingkat lanjut seperti spektroskopi serapan sinar-X telah menemukan bahwa uap air, karbon dioksida, atau oksigen saja tidak akan menyebabkan reaksi kerusakan yang signifikan, menantang pandangan tradisional bahwa ketiga gas ini (terutama uap air) saja dapat menyebabkannya. reaksi kerusakan yang parah:

• Uap air memainkan peran jembatan utama dalam proses degradasi, dapat menghubungkan karbon dioksida dan oksigen ke bahan, masing-masing menginduksi degradasi asam dan oksidatif.

• di dalam,degradasi asamIni akan memicu pertukaran Na+/H+ yang hebat dan membentuk natrium karbonat atau natrium bikarbonat pada permukaan material. Ini juga akan memicu pertumbuhan retakan, distorsi kisi, pembentukan dislokasi, dan reduksi dan rekonstruksi ion logam transisi permukaan dalam kondisi asam kuat reaksi selanjutnya;

• Degradasi oksidatif, ion logam transisi dengan potensi redoks oksida lebih rendah dalam fase curah (mendekati tingkat Fermi) akan teroksidasi secara istimewa, dan ion natrium akan dilepaskan ke permukaan untuk menyeimbangkan muatan. Ion logam transisi yang teroksidasi (Ni3+) akan muncul ke permukaan biasanya tidak stabil dan dapat dengan mudah dikurangi sehingga memicu rekonstruksi permukaan.

Pada saat yang sama, tim peneliti juga melakukan pengembanganMetode pengujian stabilitas udara terstandar berdasarkan teknologi kromatografi gas titrasi, digunakan untuk mengevaluasi secara kuantitatif kontribusi jalur reaksi yang berbeda dan stabilitas udara dari bahan yang berbeda.

Berdasarkan hasil kuantitatif kehilangan natrium setelah degradasi lebih dari 30 bahan dan hasil penelitian sebelumnya, dikombinasikan dengan potensi ionik dan kandungan natrium awal setiap komponen,Koefisien persaingan kation η ditentukan, dan menemukan:

• Degradasi asam mendominasi reaksi degradasi sebagian besar material;

• Dengan mengurangi koefisien kompetisi kation dan meningkatkan ukuran partikel material, ketahanan asam material dapat ditingkatkan secara efektif;

• Faktor utama yang secara efektif dapat meningkatkan kemampuan anti-oksidasi bahan adalah dengan memilih pasangan redoks yang berpotensi tinggi.

IT Home melampirkan alamat referensi