“Борофен“ може да се окаже чудесен материал за натриеви батерии

Батериите на база натрий са обещаваща алтернатива на литиевите си събратя поради изобилието и ниската цена на натрия. Въпреки това намирането на подходящ материал за анода си остава препятствие за комерсиализацията на натриевите акумулаторни системи. Тъй като размерът на натриевия атом е много по-голям от литиевия, то много от материалите за направа на анод, които се използват широко в литиевите батерии, показват слаби резултати при натриевите им аналози.

Наскоро изследователски екип, ръководен от проф Тианшоу Джао в Научно-техническия университет на Хонконг, обстойно изследва възможността за използване на „борофен“ – синтетичен материал, който представлява 2D лист от материала бор (B) – и неговото приложение като материал за натриеви батерии. Анализът е базиран на много изчисления.

Калкулациите показват, че по време на зареждане максимално съотношение Na/B може да достигне 0,5, което съответства на капацитет от порядъка на 1218 mAhg-1. Наред с това натрият показва значителен потенциал за приложение като аноден материал с висока степен на разтворимост, която – по оценки на учените – е над хиляда пъти над тази на конвенционалните анодни материали и няколко пъти по-голяма от тази на други 2D материали.

Тази ултрависока разтворимост може да революционализира капацитета на натриевите батерии. По време на процеса на зареждане и разреждане металическата функция и структурният интегритет на въпросния „борофен“ могат да бъдат запазени отлично, което обещава добра електронна проводимост и стабилнoст при множество цикли на работа.

Изчисленото средно напрежене на схемата е 0,53 V, което би трябвало да е отлична стойност за натриеви батерии за поддържане на висока енергийна плътност при ефективно потискане на дендритните образувания.

До сега, в сравнение с другите познати анодни материали на база натрий, „борофенът“ се отличава с най-високата натриева дифузия, подчертават изследователите.