- Информация о материале
"Ученые выяснили, что можно использовать в качестве анодов в натрий-ионных аккумуляторах" - такой материал опубликован в разделе "Новости и анонсы" официального сайта Минобрнауки РФ. Коллектив ученых, в который вошли специалисты Института неорганической химии (ИНХ) им. А.В. Николаева Сибирского отделения РАН, предложили использовать углеродные нанохорны в качестве одного из электродов (анода) в натрий-ионных аккумуляторах. Электронное состояние углеродных нанохорнов можно модифицировать электроотрицательным бромом. Бромированные углеродные нанохорны способны хранить на 20% больше натрия, чем исходные. Фундаментальное исследование ученых позволит создать энергоемкие натрий-ионные аккумуляторы, которые заменят более дорогие литий-ионные.
Посмотреть на сайте Минобрнауки РФ
Постоянно растущие потребности человечества в портативных электроустройствах (от смартфонов до газонокосилок) и электротранспорте увеличивают спрос на электрохимические накопители энергии. Среди них наиболее широко используются аккумуляторы, которые отличаются от первичных батарей возможностью многократной перезарядки без значительных потерь емкости и времени работы.
Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА), которые были выпущены на рынок в 1991 году, быстро потеснили другие химические источники тока. Рынок сбыта аккумуляторов постоянно растет, но так же, из-за его ограниченных запасов, увеличивается и цена на литий — ключевой материал, используемый в ЛИА. В настоящее время не существует аналогов ЛИА с большим временем жизни (больше 3000-10000 циклов заряда-разряда) и высокой плотностью энергии около 265 Вт•ч/кг.
Альтернативными и более дешевыми аналогами ЛИА могут стать натрий-ионные аккумуляторы (НИА). НИА обладают высокой скоростью зарядки, сохраняют на 90% больше емкости при низкой температуре (что актуально для северных и сибирских регионов России), более безопасны и совместимы с устройствами, которые работают на ЛИА, где предусмотрено питание на 3.7В.
Принципы устройства и функционирования натрий-ионных аккумуляторов аналогичны ЛИА: в обоих случаях накопление энергии происходит в результате переноса ионов щелочного металла из материала электрода (анода) в материал катода.
В любой вторичной батарейке есть два электрода, материалы которых должны обратимо внедрять с ионом натрия. В процессе заряда аккумулятора натрий выходит из катодного материала и внедряется в материал анода. При разряде ионы натрия будут покидать анод с генерацией электронов, т.е. ток для питания внешнего устройства. Разработка новых эффективных анодных материалов считается одной из проблем, которую необходимо решить для создания натрий-ионных аккумуляторов.
В своем исследовании ученые впервые изучили возможность использования углеродных нанохорнов в качестве анодного материала натрий-ионных аккумуляторов. Они представляют собой полые углеродные капсулы с коническими крышками. Нанохорны обладают высокой удельной площадью поверхности, доступной для адсорбции натрия, а дефекты, формирующиеся при изгибах графеновой сетки, создают дополнительные адсорбционные места.
Ученые показали, что электронное состояние поверхности нанохорнов можно модифицировать при добавлении электроотрицательного брома, пары которого взаимодействуют с изогнутыми графеновыми стенками при комнатной температуре. Добавка всего 5 ат.% брома к нанохорнам оказала положительный эффект на адсорбцию натрия.
«Мы выяснили, что бромированные углеродные нанохорны способны хранить на 20% натрия больше, чем исходные. Предложенный в работе подход может быть применен и для других углеродных наноматериалов с целью их использования в конденсаторах и батарейках, а также для сорбции ионов металлов», — рассказала кандидат химических наук Светлана Столярова.
По словам Светланы Столяровой, для реального производства таких аккумуляторов в дальнейшем необходимы крупномасштабные научно-практические исследования с изучением и подбором всех составляющих аккумулятора — электролита, сепаратора, материалов катода и анода — инженерных решений по созданию электрохимической ячейки и в конечном итоге разработки технологии сборки и производства аккумулятора.
Научное исследование выполнено при финансовой поддержке проекта РНФ №19-73-10068 и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации №121031700314-5. Научная статья опубликована в журнале Applied Surface Science (Q1).
- Информация о материале
В журнале Materials Today Energy (ИФ 9,257) опубликована статья с участием сотрудников Института Чеховой Г.Н., Федосеевой Ю.В., Герасько О.А., Окотруба А.В. и Булушевой Л.Г.
«Cucurbit[6]uril as a co-catalyst for hydrogen production from formic acid», Dmitri A. Bulushev, Galina N. Chekhova, Vladimir I. Sobolev, Andrey L. Chuvilin, Yuliya V. Fedoseeva, Olga A. Gerasko, Alexander V. Okotrub, Lyubov G. Bulusheva // Materials Today Energy 26 (2022) 100998. DOI: 10.1016/j.mtener.2022.100998 Посмотреть статью
Использование кукурбит[6]урила при синтезе нанесенных на ОУНТ золотосодержащих катализаторов реакции разложения муравьиной кислоты приводит к снижению температуры реакции на 110 K по сравнению с катализатором Au/ОУНТ, при этом селективность образования водорода достигает 99,5%.
- Информация о материале
Издательством Новосибирского госуниверситета опубликовано учебное пособие "Координационная химия", авторами которого являются сотрудники Института Соколов М.Н., Гущин А.Л. и Самсоненко Д.Г.
Координационная химия: в 2 ч.: учебное пособие / М.Н. Соколов, А.Л. Гущин, Д.Г. Самсоненко. Новосиб. гос. Ун-т. Новосибирск: ИПЦ НГУ, 2021. Ч. I. Электронное строение, устойчивость, механизмы реакций, неводные растворители. 210 с. ISBN 978-5-4437-1161-4, ISBN 978-5-4437-1234-5 (часть 1). Посмотреть пособие
- Информация о материале
В журнале Inorganic Chemistry (ИФ 5.165) опубликована статья с участием сотрудников Института Васильченко Д.Б., Ткаченко П.А., Ткачева С.В., Поповецкого П.С., Комарова В.Ю., Асановой Т.И., Асанова И.П., Филатова Е.Ю., Максимовского Е.А., Герасимова Е.Ю.
“Sulfuric acid solutions of [Pt(OH)4(H2O)2]: platinum speciation survey and the hydrated Pt(IV) oxide formation for practical use” Danila Vasilchenko, Pavel Tkachenko, Sergey Tkachev, Pavel Popovetskiy, Vladislav Komarov, Tatyana Asanova, Igor Asanov, Evgeny Filatov, Eugene Maximovskiy, Evgeny Gerasimov, Angelina Zhurenok, Ekaterina Kozlova // Inorg. Chem. 2022, 10.1021/acs.inorgchem.2c01134 Посмотреть статью
Схема, иллюстрирующая формы платины, превалирующие в сернокислых растворах в зависимости от концентрации кислоты
© ИНХ СО РАН 1998 – 2024 г.