{"id":1641,"date":"2024-10-10T15:25:18","date_gmt":"2024-10-10T13:25:18","guid":{"rendered":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/?p=1641"},"modified":"2024-10-10T15:28:27","modified_gmt":"2024-10-10T13:28:27","slug":"opracowanie-i-badanie-wlasciwosci-nowej-generacji-ultra-tanich-katolitow-dla-ogniw-na-ion-ze-stalym-elektolitem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/2024\/10\/10\/opracowanie-i-badanie-wlasciwosci-nowej-generacji-ultra-tanich-katolitow-dla-ogniw-na-ion-ze-stalym-elektolitem\/","title":{"rendered":"Opracowanie i badanie w\u0142a\u015bciwo\u015bci nowej generacji ultra-tanich katolit\u00f3w dla ogniw Na-ion ze sta\u0142ym elektolitem"},"content":{"rendered":"

Stale rosn\u0105ce \u015bwiatowe zapotrzebowanie na energi\u0119 elektryczn\u0105 powoduje jednocze\u015bnie gwa\u0142towny wzrost zapotrzebowania na coraz bardziej wydajne technologie jej magazynowania. Po\u015br\u00f3d nich najbardziej uniwersalne okazuj\u0105 si\u0119 by\u0107 systemy magazynowania w ogniwach elektrochemicznych, takich jak baterie Li-ion. W ci\u0105gu ostatnich dekad zago\u015bci\u0142y one niemal w ka\u017cdej cz\u0119\u015bci naszego \u017cycia zwi\u0105zanej z energi\u0105 elektryczn\u0105, pocz\u0105wszy od elektroniki u\u017cytkowej, takiej jak telefony kom\u00f3rkowe i laptopy, poprzez drobne urz\u0105dzenia elektryczne jak szczoteczki do z\u0119b\u00f3w i golarki, narz\u0119dzia elektryczne, a\u017c po przydomowe i wielkoskalowe magazyny energii pozwalaj\u0105ce na regulacj\u0119 sieci elektrycznej. Zdominowa\u0142y r\u00f3wnie\u017c rynek transportowy poprzez umo\u017cliwienie popularyzacji samochod\u00f3w, autobus\u00f3w oraz skuter\u00f3w elektrycznych. Szerokie zastosowanie tych technologii wynika mi\u0119dzy innymi z ich wysokiej sprawno\u015bci, niezawodno\u015bci oraz \u0142atwo\u015bci obs\u0142ugi. Jednak w obliczu rosn\u0105cego popytu, problemem okazuj\u0105 si\u0119 by\u0107 nieliczne zasoby litu na \u015bwiecie, tym bardziej, \u017ce na og\u00f3\u0142 s\u0105 one kontrolowane przez niestabilne politycznie lub gospodarczo pa\u0144stwa. Przek\u0142ada si\u0119 to na wzrost cen podstawowych surowc\u00f3w stosowanych do produkcji baterii Li-ion. Dlatego wa\u017cne jest opracowanie technologii alternatywnych, bazuj\u0105cych na ta\u0144szych surowcach. Najbardziej obiecuj\u0105c\u0105 alternatyw\u0105 dla baterii Li-ion s\u0105 baterie Na-ion. Dzia\u0142aj\u0105 one analogicznie do litowych odpowiednik\u00f3w,\u00a0 jednak wykorzystuj\u0105 s\u00f3d i jego zwi\u0105zki. Pomimo nieznacznie ni\u017cszego napi\u0119cia pracy, charakteryzuje je znacznie ni\u017cszy koszt produkcji, oraz co niezmiernie wa\u017cne bardzo powszechne wyst\u0119powanie surowc\u00f3w, w tym zwi\u0105zk\u00f3w sodu wyst\u0119puj\u0105cych, w przeciwie\u0144stwie do litu, r\u00f3wnie\u017c na terenie Polski.<\/p>\n

Jednocze\u015bnie wraz z konieczno\u015bci\u0105 eliminacji trudnodost\u0119pnych i drogich pierwiastk\u00f3w, zmuszeni jeste\u015bmy do ci\u0105g\u0142ego usprawniania technologii w zakresie bezpiecze\u0144stwa oraz parametr\u00f3w pracy, takich jak g\u0119sto\u015b\u0107 magazynowanej energii oraz moc baterii. Zasadniczo ogniwo Na-ion sk\u0142ada si\u0119 z trzech podstawowych element\u00f3w: anody, katody oraz elektrolitu. O ile materia\u0142y katodowe i anodowe s\u0105 stosunkowo dobrze poznane, to w\u0142a\u015bnie elektrolit jest komponentem, kt\u00f3ry ogranicza bezpiecze\u0144stwo ze wzgl\u0119du na to, \u017ce stosowane aktualnie elektrolity oparte s\u0105 na ciek\u0142ych, palnych rozpuszczalnikach. Prze\u0142omowym rozwi\u0105zaniem mo\u017ce okaza\u0107 si\u0119 zast\u0105pienie ciek\u0142ego elektrolitu niepalnym materia\u0142em sta\u0142ym, co nie tylko zwi\u0119kszy bezpiecze\u0144stwo, ale r\u00f3wnie\u017c da mo\u017cliwo\u015b\u0107 poprawy zar\u00f3wno w kontek\u015bcie zwi\u0119kszenia maksymalnej mocy baterii, szybko\u015bci \u0142adowania jak i g\u0119sto\u015bci energii. Jednak aby taka poprawa by\u0142a mo\u017cliwa, niezb\u0119dne jest opracowanie nowych sta\u0142ych materia\u0142\u00f3w elektrolitowych przewodz\u0105cych jony sodu.<\/p>\n

W ramach niniejszego projektu planowane s\u0105 badania nad nowopoznanymi materia\u0142ami opartymi na sodzie, glinie oraz chlorze. Materia\u0142y te zosta\u0142y opisane w ostatnim czasie jako potencjalnie mo\u017cliwe do zastosowania w ogniwach Na-ion, dlatego stan wiedzy na ich temat jest bardzo ograniczony. W ramach tego projektu planowane jest opracowanie metody syntezy materia\u0142\u00f3w opartych na NaAlCl4 oraz zbadanie mo\u017cliwo\u015bci modyfikacji ich sk\u0142adu chemicznego oraz mikrostruktury. W nast\u0119pnej kolejno\u015bci materia\u0142y te zostan\u0105 przetestowane w bateriach Na-ion z wykorzystaniem nowatorskiej architektury ogniw, gdzie zamiast standardowo stosowanych trzech wcze\u015bniej wspomnianych rodzaj\u00f3w materia\u0142\u00f3w, zastosowane zostan\u0105 cztery (Rys. 1). Wykonane zostanie to poprzez rozdzielenie funkcji elektrolitu na dwa oddzielne materia\u0142y \u2013 anolit oraz katolit, znajduj\u0105ce si\u0119 odpowiednio po stronie anody i katody. W badaniach zostanie wykorzystanych wiele technik badawczych takich jak dyfrakcja promieni rentgenowskich, skaningowa mikroskopia elektronowa, tomografia rentgenowska i wiele innych.<\/p>\n

Wyniki uzyskane w ramach projektu pozwol\u0105 na poszerzenie naszego stanu wiedzy na temat ogniw sodowych oraz przewodnictwa jon\u00f3w sodu w cia\u0142ach sta\u0142ych. W efekcie mo\u017cliwe b\u0119dzie w przysz\u0142o\u015bci skonstruowanie bezpiecznych, tanich i ogniw sodowych o wysokiej sprawno\u015bci.<\/p>\n

Projekt SONATA 19 realizowany w ramach finansowania z Narodowego Centrum Nauki, numer grantu 2023\/51\/D\/ST11\/01287.<\/p>\n

Koordynator: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energi\u0105 PAN<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Bud\u017cet projektu: <\/strong>1\u00a0518\u00a0046,00 z\u0142<\/p>\n

Kierownik Projektu: <\/strong>dr in\u017c. Emil Hanc, kontakt: emilhanc@min-pan.krakow.pl<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Stale rosn\u0105ce \u015bwiatowe zapotrzebowanie na energi\u0119 elektryczn\u0105 powoduje jednocze\u015bnie gwa\u0142towny wzrost zapotrzebowania na coraz bardziej wydajne technologie jej magazynowania. Po\u015br\u00f3d nich najbardziej uniwersalne okazuj\u0105 si\u0119 by\u0107 systemy magazynowania w ogniwach elektrochemicznych, takich jak baterie Li-ion. W ci\u0105gu ostatnich dekad zago\u015bci\u0142y one niemal w ka\u017cdej cz\u0119\u015bci naszego \u017cycia zwi\u0105zanej z energi\u0105 elektryczn\u0105, pocz\u0105wszy od elektroniki u\u017cytkowej, […]<\/p>\n","protected":false},"author":12,"featured_media":1530,"parent":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1,2],"tags":[],"class_list":["post-1641","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bez-kategorii","category-projekty"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1641","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/users\/12"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1641"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1641\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1648,"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1641\/revisions\/1648"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1530"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1641"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1641"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/min-pan.krakow.pl\/projekty\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1641"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}