{1[The Epoch Times, ngày 21 tháng 4 năm 2024] (Wu Ruichang, phóng viên Ban đặc biệt của Epoch Times, tổng hợp và báo cáo) Việc theo đuổi loại pin mạnh hơn và ổn định hơn đã trở thành một trong những mục tiêu chính của sự phát triển của công nghệ hiện đại . Pin hiện tại có những nhược điểm như dễ cháy, mật độ năng lượng không đủ, phạm vi nhiệt độ hoạt động nhỏ hoặc khó sản xuất. Một quy trình mới do Đại học Osaka Metropolitan ở Nhật Bản phát triển dự kiến ​​sẽ cải thiện khả năng sản xuất và tính thực tiễn của pin natri ở trạng thái rắn, thậm chí còn được kỳ vọng sẽ thay thế một số pin lithium.

Hiện nay, hàm lượng kim loại lithium trên bề mặt trái đất khan hiếm hơn nhiều so với kim loại natri và chi phí sản xuất pin natri rẻ hơn nhiều so với pin lithium. Do đó, pin natri ở trạng thái rắn ổn định đã thu hút sự chú ý của mọi người. .

Tuy nhiên, bất kể pin thể rắn làm từ natri hay lithium thì vẫn có một số vấn đề. Bản thân sunfua trong pin lithium ở trạng thái rắn dễ dàng phản ứng với độ ẩm trong không khí để tạo thành hydro disulfua độc hại (H2S). Trong quá trình tổng hợp chất điện phân được sử dụng trong pin natri thể rắn, nguyên liệu và sản phẩm ban đầu không ổn định với dung môi, dễ dẫn đến trở ngại trong quá trình tổng hợp chất điện phân.

Ngoài ra, sunfua có trong nguyên liệu ban đầu để tổng hợp pin natri ở trạng thái rắn sẽ tạo ra hơi lưu huỳnh độc hại trong quá trình tổng hợp ở nhiệt độ cao, do đó phản ứng cần được thực hiện trong điều kiện chân không và kín. Điều này hạn chế rất nhiều điều kiện thử nghiệm và sản xuất, đòi hỏi cấp thiết phải tìm cách giải quyết những hạn chế này.

Một nhóm nghiên cứu do Phó giáo sư Atsushi Sakuda và Giáo sư Akitoshi Hayashi từ Trường Kỹ thuật sau đại học tại Đại học Thủ đô Osaka (OMU) ở Nhật Bản dẫn đầu đã phát triển một phương pháp có thể tổng hợp các sulfua chứa natri trên quy mô lớn. cải thiện độ dẫn điện và hiệu quả sản xuất của chất điện phân ion natri. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Vật liệu lưu trữ năng lượng vào tháng 3 năm nay.

Sự tổng hợp quy mô lớn các chất điện phân có độ dẫn điện và khả năng định dạng cao là chìa khóa cho ứng dụng thực tế của pin natri ở trạng thái rắn. Chất điện phân chứa sunfua chứa natri do nhóm nghiên cứu tổng hợp chủ yếu bao gồm các chất dẫn ion cao natri (Na), antimon (Sb), vonfram (W), lưu huỳnh (S) và một lớp bảo vệ điện cực bằng thủy tinh natri boron trisulfua (Na3BS3) Làm cho độ dẫn điện của nó cao hơn khoảng 10 lần so với mức thực sự cần thiết.

Họ sử dụng natri sulfua khan (Na2S) và lưu huỳnh (S) làm vật liệu và chất trợ để thúc đẩy phản ứng tổng hợp, tạo thành dinatri tetrasulfua (Na2S4) với nhiệt độ nóng chảy là 275°C và lượng natri còn lại phản ứng với dinatri tetrasulfua. Các dạng phản ứng natri sunfua (Na2S2) có nhiệt độ nóng chảy 470 °C. Những sản phẩm này thấp hơn natri sunfua khan, có nhiệt độ nóng chảy 1180°C, nhưng cao hơn lưu huỳnh, có nhiệt độ nóng chảy 116°C.

其中一位不幸的iPhone用户告诉《每日邮报》，她的智能手机在周三早上进行了更新，但当她尝试滑动解锁时，萤幕没有反应。

Stars Awakening

Quy trình này loại bỏ nhu cầu về môi trường khép kín, không có oxy để tạo ra chất điện phân rắn sunfua. Nó làm cho điểm nóng chảy của natri polysulfua nằm giữa natri sunfua và lưu huỳnh, trở thành dòng làm tăng chất phản ứng cân bằng hóa học, giải quyết các vấn đề về mất ổn định vật liệu và dễ bay hơi, đồng thời giúp chất điện phân của pin natri toàn trạng thái được tổng hợp nhanh chóng.

Ngoài ra, những người thử nghiệm đã sử dụng thủy tinh natri boron trisulfua và pin natri ở trạng thái rắn bao gồm natri, antimon, vonfram và lưu huỳnh để kiểm tra hiệu suất sạc và xả, hiệu suất tốc độ và hiệu suất chu trình và nhận thấy rằng sau 300 lần sạc thông thường, Sau khi xả, dung lượng của pin vẫn duy trì ở mức 130mAh/g, tức là vẫn còn 76% dung lượng và hiệu suất Coulomb vẫn là 100%.

Ngoài ra, loại pin với chất điện phân mới này có thể hoạt động bình thường ở nhiệt độ 25°C và trong khoảng 1,2V đến 2,4V, với mật độ dòng điện dao động từ 0,13 đến 1,02mA/cm-2. Độ dẫn điện của chất điện phân đa kim loại là 125mS/cm, cao hơn nhiều so với độ dẫn điện của chất điện phân thông thường.

Phó giáo sư Sakuda nói với phòng tin tức của trường: “Quy trình mới được phát triển này có thể sản xuất hầu hết các vật liệu chứa natri sunfua, bao gồm cả chất điện phân rắn và vật liệu hoạt tính điện cực. Ngoài ra, quy trình mới này còn hiệu quả hơn các phương pháp truyền thống. dễ dàng hơn để có được những vật liệu hiệu suất cao đó, vì vậy chúng tôi tin rằng nó sẽ trở thành quy trình chủ đạo để phát triển vật liệu pin natri ở trạng thái rắn trong tương lai.”◇

Biên tập viên: Lian Shuhua#