Natriummetaalbatterijen (SMB's) zijn een van de meest veelbelovende energieopslagsystemen met hoge en lage kosten voor de volgende generatie grootschalige toepassingen. Een van de belangrijkste belemmeringen voor de ontwikkeling van MKB's is echter de ongecontroleerde groei van dendrieten, die de afscheider van de batterij binnendringen en kortsluiting veroorzaken.

Voortbouwend op eerder werk aan de Universiteit van Bristol en in samenwerking met Imperial College en University College London, is het team erin geslaagd een separator te maken van cellulose-nanomaterialen die zijn afgeleid van bruin zeewier.

Het onderzoek, gepubliceerd in Advanced Materials , beschrijft hoe vezels die deze van zeewier afgeleide nanomaterialen bevatten niet alleen voorkomen dat kristallen van de natriumelektroden de separator binnendringen, maar ook de prestaties van de batterijen verbeteren.

"Het doel van een separator is om de functionerende delen van een batterij (de plus- en de min-uiteinden) te scheiden en gratis transport van de lading mogelijk te maken. We hebben aangetoond dat materialen op basis van zeewier de separator zeer sterk kunnen maken en voorkomen dat deze wordt doorboord door metalen structuren gemaakt van natrium. Het zorgt ook voor een grotere opslagcapaciteit en efficiëntie, waardoor de levensduur van de batterijen wordt verlengd - iets wat essentieel is om apparaten zoals mobiele telefoons veel langer van stroom te voorzien, "zei Jing Wang, eerste auteur en Ph.D. . student aan het Bristol Composites Institute (BCI). Dr. Amaka Onyianta, ook van de BCI, die de cellulose-nanomaterialen heeft gemaakt, was co-auteur van het onderzoek.

"Ik was verheugd om te zien dat deze nanomaterialen in staat zijn de scheidingsmaterialen te versterken en ons vermogen om over te stappen naar op natrium gebaseerde batterijen te vergroten. Dit betekent dat we niet hoeven te vertrouwen op schaarse materialen zoals lithium, dat vaak onethisch wordt gewonnen en gebruikt veel natuurlijke hulpbronnen, zoals water, om het te winnen.

"Dit werk toont echt aan dat groenere vormen van energieopslag mogelijk zijn, zonder destructief te zijn voor het milieu bij hun productie", zegt professor Steve Eichhorn, die het onderzoek leidde aan het Bristol Composites Institute.

De volgende uitdaging is om de productie van deze materialen op te schalen en de huidige op lithium gebaseerde technologie te vervangen. + Verder verkennen

Wetenschappers ontwikkelen een nieuwe strategie voor duurzame post-lithium-ionbatterijen