वैज्ञानिकों ने सस्ते इलेक्ट्रोड सामग्री के साथ कम लागत वाली सोडियम आयन बैटरी डिजाइन की

एक अंतरराष्ट्रीय अनुसंधान टीम ने P2-प्रकार कैथोड सामग्री जिसे Na0.67Mn0.33Ni0.33Fe0.33O2 के रूप में जाना जाता है और लैवेंडर फूलों से निर्मित कठोर कार्बन सामग्री पर निर्भर एक एनोड पर आधारित एक सोडियम {0}आयन बैटरी (SIB) भंडारण प्रणाली डिजाइन की है।

प्रस्तावित सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन स्केलेबिलिटी और पर्यावरणीय स्थिरता सुनिश्चित करते हुए कम लागत वाले निर्माण के लिए है, क्योंकि दो इलेक्ट्रोड सामग्रियों को "व्यापक रूप से सुलभ" अग्रदूतों के रूप में वर्णित किया गया है।

शोधकर्ताओं ने बताया, "पौधों की विविधता और उत्पादन क्षमता एसआईबी के व्यावसायीकरण को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारक हैं, क्योंकि पौधों से प्राप्त हार्ड कार्बन टिकाऊ और किफायती दोनों हैं।" "पौधों से प्राप्त कठोर कार्बन पौधों के ऊतकों की सूक्ष्म संरचनाओं को संरक्षित करता है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट और सोडियम प्रसार की पैठ बढ़ जाती है।

वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया है कि वैश्विक लैवेंडर उत्पादन लगभग 1,000-1,500 टन सालाना होगा। हालाँकि, इस उत्पादन का केवल एक छोटा सा अंश ही इलेक्ट्रोड सामग्री के लिए उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि केवल फूलों का अवशेष ही कठोर कार्बन में रूपांतरण के लिए उपयुक्त है।

उन्होंने यह भी नोट किया कि पूर्ण सेल में हार्ड कार्बन एनोड और P2 - प्रकार के कैथोड में अपर्याप्त सोडियम भंडार हैं, जिससे खराब इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन होता है। "वर्तमान कार्य विभिन्न प्रीसोडिएशन दृष्टिकोणों के तहत लैवेंडर फूल अपशिष्ट-व्युत्पन्न हार्ड कार्बन के साथ मिलकर P2-Na0.67Mn0.9Ni0.1O2 के पूर्ण - सेल प्रदर्शन का मूल्यांकन करके इस अंतर को संबोधित करता है," उन्होंने आगे बताया।

वैज्ञानिकों ने एसआईबी प्रणाली के कैथोड और एनोड को चिह्नित करने के लिए एक्स{0}रे विवर्तन (एक्सआरडी), स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम), एक्स{1}रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस), फूरियर{2}ट्रांसफॉर्म इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफटीआईआर), और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया और पाया कि कैथोड में एक हेक्सागोनल पी63/एमएमसी संरचना है, जबकि एनोड में अनाकार कार्बन की विशिष्ट व्यापक चोटियां दिखाई दीं।

एसईएम और टीईएम ने, विशेष रूप से, माइक्रोमीटर के आकार के कैथोड अनाज और एक छिद्रपूर्ण कठोर कार्बन सतह का खुलासा किया, और ईडीएस और एक्सपीएस ने संकेत दिया कि सामग्री में अच्छी संरचनात्मक स्थिरता है। आगे के विश्लेषण से यह भी पता चला कि निकल (नी) निगमन ने कैथोड के संरचनात्मक, इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन में सुधार किया।

इसके अलावा, इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण से कैथोड के लिए 200 एमएएच/जी और एनोड के लिए 360 एमएएच/जी की प्रारंभिक क्षमता का पता चला, 100 चक्रों के बाद 42% और 67.4% की क्षमता प्रतिधारण के साथ। शोधकर्ताओं के अनुसार, कुल मिलाकर, नी डोपिंग से कैथोड की चालकता और स्थिरता में सुधार पाया गया, और एनोड ने अच्छे सोडियम भंडारण प्रदर्शन का प्रदर्शन किया, जो मजबूत आधे सेल और संभावित पूर्ण सेल प्रदर्शन का समर्थन करता है।

"यह व्यापक अध्ययन कम लागत और टिकाऊ इलेक्ट्रोड सामग्री के साथ एसआईबी विकसित करने की क्षमता पर प्रकाश डालता है," उन्होंने निष्कर्ष निकाला। "प्रीसोडिएशन रणनीतियों का अनुकूलन उन्नत वाणिज्यिक और स्केलेबल एसआईबी प्रौद्योगिकियों के लिए अवसर प्रदान करता है।"

इस प्रणाली का वर्णन जर्नल ऑफ पावर सोर्सेज में प्रकाशित "Na0.67Mn0.9Ni0.1O2 कैथोड और लैवेंडर{6}फूल{7}अपशिष्ट{8}} तुलनात्मक पूर्व भिगोने के दृष्टिकोण के साथ हार्ड कार्बन का उपयोग करके लागत {{0} प्रभावी सोडियम {{1} आयन बैटरी" अध्ययन में किया गया था। अनुसंधान दल में तुर्की के इनोनू विश्वविद्यालय, इस्तांबुल तकनीकी विश्वविद्यालय, मालट्या टर्गुट ओज़ल विश्वविद्यालय और अक्सराय विश्वविद्यालय के साथ-साथ कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी और पाकिस्तान के कायद {{11} i - आज़म विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक शामिल थे।