Јефтин манган напаја батерију електричног аутомобила са импресивних 820 Вх/кг, без икакве корозије.

Јапански истраживачи са Националног универзитета Јокохама демонстрирали су обећавајућу алтернативу батеријама на бази никл-кобалта за електричне аутомобиле.

Њихов приступ се ослања на коришћење мангана у аноди за стварање батерије са високом густином енергије, која је исплатива и одржива.

Произвођачи електричних возила преферирају никл-кобалтне батерије јер нуде већу густину енергије, што значи већи домет у мањем пакету батерија. Међутим, обе компоненте су веома скупе и релативно ретке, што их чини неодрживим опцијама када употреба електричних возила расте широм света.

Литијум-јонске (Ли-јонске) батерије су преферирани избор пуњивих батерија у већини електронских уређаја. Међутим, њихова мала густина енергије ставља их у неповољан положај у поређењу са електричним аутомобилима. Истраживачки и развојни напори да се они побољшају довели су до бољих опција литијум-јонских батерија.

Експерименти су такође спроведени са манганом у анодном материјалу заједно са литијумом, као што је ЛиМнО2. Међутим, примене су ограничене због лоших перформанси електрода. Истраживачи са националног универзитета Јокохама (ИНУ) у Јапану бавили су се овим проблемом у свом недавном раду.

Рад са моноклинским системом

Након опсежног проучавања ЛиМнО2 у његовим различитим облицима користећи дифракцију рендгенских зрака, скенирајућу електронску микроскопију и електрохемијске методе, истраживач Наоки Иабуцхи и његов тим са Универзитета у Јангону открили су да моноклинско ламинарно поље активира структурну трансформацију ЛиМнО2 у спинелу. фаза. Моноклински систем је врста групне симетрије чврсте кристалне структуре.

ЛиМнО2 побољшава перформансе материјала електроде олакшавајући фазни прелаз. Без фазног прелаза, перформансе ЛиМнО2 електроде су мање него оптималне.

„Из овог открића, нанодимензионисани ЛиМнО2 са моноклинским слојевитим доменским структурама и великом површином директно су синтетизовани коришћењем једноставне реакције чврстог стања“, рекао је Иабуцхи у изјави. саопштење за јавност.

Реакција не укључује никакве међукораке и може се направити директно од две компоненте коришћењем процеса калцинације.

Побољшања перформанси са Мн

Тестирање након инсталације је открило да је батерија са ЛиМнО2 електродом достигла густину енергије од 820 ват-часова по килограму (Вх кг-1) у поређењу са 750 ват-часова по килограму добијених са батеријом на бази никла. Само батерије на бази литијума имају нижу густину енергије од 500 ват-часова по килограму.

Истраживачи су рекли Занимљива геометрија У е-поруци, манган, када се користи у неколико других облика, примећује да обично показује половину амплитуде густине енергије.

Претходна студија која је користила манган пријавила је пад напона у батеријама, где се излазни напон временом смањивао, смањујући перформансе електронског уређаја. Међутим, истраживачи нису приметили такве резултате са ЛиМнО2 електродом.

Распадање мангана и даље може доћи, било због промене фазе или реакције са киселим раствором. У саопштењу се додаје да истраживачи планирају да се позабаве овим проблемом користећи високо концентровани раствор електролита и литијум фосфатни премаз.

Истраживачи изражавају уверење да је њихов рад допринео развоју новог производа који је конкурентан тренутним опцијама, одржив у производњи и дугорочно прихватљив за животну средину. Они желе да комерцијализују своју технологију и користе је у индустрији електричних возила.

„Пронашли смо веома јефтину методологију, а ово је важан налаз у нашој студији“, додао је истраживачки тим у е-поруци ИЕ.