Исследование открывает новый твердый электролит с дешевыми, экологичными материалами

(а) Схематическая иллюстрация структуры PBA и пути диффузии Na+.б) Корреляция между спиновым состоянием N-координированных ионов переходных металлов и параметрами их решетки.Кредит: Ульсанский национальный институт науки и техники

Сплошные электролиты играют решающую роль в аккумуляторах со всех сторон, но традиционным вариантам были затруднены высокие затраты и экологические ограничения.Во главе с профессором Хён-Вуком Ли и профессором Сун-Кюн Юнгом из Школы энергетической и химической инженерии в Unist, в сотрудничестве с профессором Донг-Хва SEO из Кореи-передового института науки и технологий (KAIST), команда использовала PBAS как PBAS кактвердый электролит, предлагающий экономическую и экологически чистую альтернативу.

Прусские голубые аналоги (PBAS), исторически известные своими использованием в качестве материалов синего красителя с 18 -го века, стали перспективным кандидатом на твердые электролиты из -за их широких ионных каналов проводимости и простоты синтеза.Исследовательская группа обнаружила, что неотъемлемые свойства PBA могут повысить ионную проводимость, при этом различные переходные металлы влияют на размер ионных каналов и, таким образом, влияют на проводимость.

Благодаря всестороннему межфазному анализу стабильности с помощью анодных и катодных активных материалов, исследовательская группа выявила подходящие группы материалов и успешно разработала всеустойчивую вторичную батарею натрия с использованием фруссийских синих материалов на основе марганца.Батарея продемонстрировала замечательную ионную проводимость натрия 0,1 мс/см даже при комнатной температуре, демонстрируя потенциал PBA в качестве твердых электролитов.

Использование экологически чистых материалов на основе пруссов в качестве твердых электролитов представляет собой новую перспективу для будущего твердых электролитов.Это прорывное исследование не только решает давние проблемы высоких цен и экологических проблем, связанных с существующими твердыми электролитами, но также прокладывает путь к коммерциализации аккумуляторов из всех государств.

Taewon Kim, первый автор и исследователь Школы энергетической и химической инженерии, прокомментировал: «В этом исследовании мы применили экологически чистый материал на основе прусского синего цвета в качестве твердого электролита. В этом исследовании представлена новая перспектива на твердые электролитыдля будущих приложений ».

Sang Hyeok Ahn, еще один первый автор, добавил: «Это исследование предоставляет решение постоянных проблем высоких затрат и воздействия на окружающую среду, связанные с существующими твердыми электролитами. Он может значительно ускорить коммерциализацию батареи в целом-государстве вбудущее.”

Профессор Хен-Вук Ли подчеркнул важность расширения возможностей исследования помимо существующих сульфид, оксидных и галогенидных твердых электролитов, заявив, что «мы надеемся, что это открытие новых материалов расширит возможности в этой области».Он также отметил: «Это исследование не только идентифицирует эти области, но и представляет успешные новые решения».

Больше информации: Taewon Kim et al., Прусский синий тип натрие ион, проводящих твердые электролиты для всех твердотельных батарей, Angewandte Chemie International Edition (2023).Doi: 10.1002/anie.202309852