由国立科技大学管理信息系统 信用:Pixabay/CC0公共域 来自NUST MISIS、俄罗斯科学院和德国亥姆霍兹-曾特朗-德累斯顿-罗森多夫的一个国际科学家小组发现，钠(Na)可以以一种特殊的方式“堆叠”用于电池生产，而不是锂(Li)
钠电池会比现有的锂电池便宜得多，甚至更大
这项研究的结果发表在《纳米能源》杂志上
很难夸大锂离子电池在现代生活中的作用
这些电池无处不在:手机、笔记本电脑、照相机，以及各种类型的车辆和宇宙飞船
锂离子电池于1991年进入市场，2019年，其发明者因对技术发展的革命性贡献而被授予诺贝尔化学奖
同时，锂是一种昂贵的碱金属，其全球储量有限
目前，锂离子电池没有远程有效的替代品
由于锂是最轻的化学元素之一，很难替代它来制造大容量电池
由MISIS米塞斯、俄罗斯科学院和亥姆霍兹-曾特朗·德累斯顿-罗森多夫组成的科学家团队，在阿卡迪·克拉申尼科夫教授的带领下，提出了一个替代方案
他们发现，如果样品中的原子以某种方式“堆积”，那么除锂之外的碱金属也表现出高能量强度
锂最有希望的替代品是钠，因为钠原子在双层三明治中的排列显示出与锂离子电池中常规石墨阳极相当的阳极容量——约为335毫安时/克，而锂为372毫安时/克
然而，钠比锂更常见，因此更便宜，更容易获得
堆叠原子的一种特殊方式实际上是将它们一个放在另一个上面
这种结构是通过在高压下将原子从一块金属转移到两片石墨烯之间的空间来创建的，模拟了电池充电的过程
最后，它看起来像一个三明治，由一层碳、两层碱金属和另一层碳组成
NUST MISIS无机纳米材料实验室的研究员伊利亚·切普卡索夫说:“长期以来，人们认为电池中的锂原子只能位于一层中，否则系统将会不稳定
尽管如此，我们的德国同事最近的实验表明，通过仔细选择方法，有可能在石墨烯层之间产生多层稳定的锂结构
这为增加这种结构的能力开辟了广阔的前景
因此，我们对使用计算机模拟来研究与其他碱金属(包括钠)形成多层结构的可能性很感兴趣
" 扎哈尔·波波夫是NUST·米西斯无机纳米材料和RAS实验室的高级研究员，他说:“我们的模拟显示锂原子与石墨烯的结合更强，但是增加锂的层数会导致稳定性降低
在钠的情况下观察到相反的趋势——随着钠层数的增加，这种结构的稳定性增加，因此我们希望在实验中获得这种材料
" 研究小组的下一步是创建一个实验样本，并在实验室中进行研究
这将在德国斯图加特的马克斯·普朗克固体研究所进行
如果成功的话，它可能会带来新一代的钠电池，这种电池将会比锂离子电池便宜得多，甚至更大
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