Các mô phỏng mới tiết lộ cách các lỗ nhỏ li ti trong carbon có thể thúc đẩy làn sóng pin natri tiếp theo

Một nghiên cứu mới từ Đại học Brown cung cấp những hiểu biết quan trọng về cách các ion natri hoạt động bên trong các cấu trúc carbon xốp, thúc đẩy sự phát triển của các cực âm pin ion natri. Pin ion natri là lựa chọn thay thế đầy hứa hẹn cho pin ion lithium nhờ vào sự phong phú của natri, chi phí thấp hơn và tác động môi trường giảm. Tuy nhiên, tiến triển đã bị cản trở bởi những bất định về vật liệu cực âm tối ưu. Nghiên cứu tập trung vào carbon cứng, ứng viên hàng đầu cho các cực âm pin ion natri, với cấu trúc vi mô và cơ chế lưu trữ natri vẫn còn hiểu biết hạn chế và gây tranh cãi rộng rãi. Sử dụng carbon được tạo khuôn bằng zeolit với các lỗ nano được kiểm soát chính xác và các mô phỏng tiên tiến, nghiên cứu tiết lộ quá trình lưu trữ natri hai bước bên trong các lỗ carbon có kích thước khoảng một nanomet. Các nguyên tử natri đầu tiên tạo thành liên kết ion dọc theo thành lỗ, sau đó tích tụ thành các cụm kim loại ở trung tâm lỗ. Hành vi kép ion-kim loại này là chìa khóa để duy trì điện áp cực âm thấp và ngăn ngừa sự mạ kim loại có hại, điều có thể gây chập mạch pin. Những phát hiện này thiết lập các thông số thiết kế cụ thể cho các cực âm carbon cứng, cho phép tổng hợp vật liệu một cách có mục tiêu.