Das von Bristol geführte Team verwendet Nanomaterialien aus Algen, um einen starken Batterieseparator zu schaffen, der den Weg für eine umweltfreundlichere und effizientere Energiespeicherung ebnet.
Natrium-Metall-Batterien (SMBs) sind eines der vielversprechendsten Hochenergie- und kostengünstigen Energiespeichersysteme für die nächste Generation von Großanwendungen. Eines der Haupthindernisse für die Entwicklung von SMBs ist jedoch das unkontrollierte Wachstum von Dendriten, die den Separator der Batterie durchdringen und zu Kurzschlüssen führen.
Aufbauend auf früheren Arbeiten an der Universität Bristol und in Zusammenarbeit mit dem Imperial College und dem University College London ist es dem Team gelungen, einen Separator aus Zellulose-Nanomaterialien herzustellen, die aus Braunalgen gewonnen werden.
Die Studie, veröffentlicht in Fortgeschrittene Werkstoffe, beschreibt, wie Fasern, die diese aus Algen gewonnenen Nanomaterialien enthalten, nicht nur verhindern, dass Kristalle von den Natriumelektroden in den Separator eindringen, sondern auch die Leistung der Batterien verbessern.
„Das Ziel eines Separators ist es, die funktionierenden Teile einer Batterie (Plus- und Minuspol) zu trennen und einen freien Transport der Ladung zu ermöglichen. Wir haben gezeigt, dass Materialien auf Algenbasis den Separator sehr stark machen und verhindern können, dass er von Metallstrukturen aus Natrium durchstochen wird. Es ermöglicht auch eine größere Speicherkapazität und Effizienz, was die Lebensdauer der Batterien erhöht – etwas, das der Schlüssel ist, um Geräte wie Mobiltelefone viel länger mit Strom zu versorgen“, sagte Jing Wang, Erstautor und Doktorand am Bristol Composites Institute (BCI). .
Dr. Amaka Onyianta, ebenfalls vom BCI, der die Zellulose-Nanomaterialien entwickelt und die Forschung mitverfasst hat, sagte: „Ich war erfreut zu sehen, dass diese Nanomaterialien in der Lage sind, die Separatormaterialien zu stärken und unsere Fähigkeit zu verbessern, auf Batterien auf Natriumbasis umzusteigen . Das bedeutet, dass wir nicht auf knappe Materialien wie Lithium angewiesen wären, das oft unethisch abgebaut wird und zu seiner Gewinnung viele natürliche Ressourcen wie Wasser verbraucht.“
„Diese Arbeit zeigt wirklich, dass umweltfreundlichere Formen der Energiespeicherung möglich sind, ohne bei ihrer Herstellung umweltschädlich zu sein“, sagte Professor Steve Eichhorn, der die Forschung am Bristol Composites Institute leitete.
Die nächste Herausforderung besteht darin, die Produktion dieser Materialien hochzuskalieren und die derzeitige Technologie auf Lithiumbasis zu ersetzen.
Mit freundlicher Genehmigung von Universität Bristol.
Vorgestelltes Bild von come2lee0 aus Pixabay
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