一种新的电池化学反应称为钠离子电池,可能提供与今日锂离子电池相同的能量密度,但无需担心环境可持续性问题、长期供应问题和高昂成本。
瑞典哥德堡的查尔默斯理工大学正在研究这种技术,使用一种新的石墨烯来存储世界上最丰富和低成本的金属离子之一,即钠离子,由于钠离子是海水和食盐的主要成分之一,因此它并不昂贵,并且可以减少对稀有原材料的需求。
早在锂离子电池出现之前,人们就开始寻找替代传统铅酸电池的技术,铅酸电池的能量密度较低,无法用于现代电动汽车电池,因此在20世纪70年代晚期,制造商们开始寻找高能量电池技术。
其中一种技术是钠硫电池,宝马公司在20世纪80年代晚期曾经测试过这种电池,这些电池由ABB公司开发,曾经在宝马3系列汽车上进行试验,最后达到了22kWh的容量,宝马公司受到鼓舞,继续开发轻量级、塑料车身的E1汽车,其200kg电池使其拥有200英里的续航里程,1993年,宝马公司转向使用钠镍氯化物“斑马”电池的E2汽车,后来又使用镍镉电池装配到3系列汽车上,最后是使用35kWh锂离子电池的Mini E项目。
与锂离子电池一样,钠离子电池的负极也是基于石墨烯的,在这两种电池中,离子都被插入到石墨烯的结构中,即插入到石墨烯的层状结构中,钠离子比锂离子大,因此无法像锂离子那样高效地存储在石墨烯结构中,结果,钠离子电池的容量目前还无法与锂离子电池的10倍容量相媲美。
为了解决这个问题,科学家们添加了一种分子间隔器在每个石墨烯层的一侧,以创建更多的空间,这种额外的空间允许钠离子更容易地在石墨烯结构中移动进出,从而提高电池的容量,石墨烯层通常在化学上是相同的,因此科学家们将这种版本命名为“Janus”,以纪念罗马神话中的新开始之神。
研究仍处于初期阶段,尚未成为工业应用的现实,但这种技术已经证明了完全可逆性(即电池的基本能力,即完全充电和完全放电)和高循环稳定性,可以在数百次充电和放电过程中保持性能不降。
随着电动汽车的普及,电力需求和高效传输电力的需求也在增加。
高压直流电缆用于传输电流,但在长距离传输过程中电流会减弱,提高电压可以改善这种情况,但这可能会危险地使电流逸出电缆的绝缘材料。
查尔默斯理工大学设计了一种新的绝缘材料,其导电性比正常材料低三倍,允许在不影响安全的情况下提高电压。
还木有评论哦,快来抢沙发吧~