Déanann Institiúid Taighde Bithfhuinnimh agus Próisis Qingdao (QIBEP) Sraith Dul Chun Cinn i Réimse Cadhnraí Sóidiam-ian ar Chostas Íseal Agus Ard-Slándála

I "14ú Plean Cúig Bliana" na Síne agus "Tuairimí Treorach maidir le Luathú Forbairt Stórála Fuinnimh Nua", tá sé beartaithe dlús a chur le taighde agus forbairt cadhnraí sóidiam-ian agus teicneolaíochtaí eile, chomh maith le scála mór a dhéanamh. taispeántais turgnamhacha. Léiríonn sé seo go hiomlán go bhfuil méadú tagtha ar thaighde agus ar fhorbairt teicneolaíochta ceallraí sóidiam-ian mar straitéis náisiúnta. I gcomparáid le ganntanas acmhainní litiam, sóidiam i gcúlchistí flúirseach na Síne, tá an praghas níos saoire, agus mar sin tá ionchais iarratais leathan ag an gceallraí ian sóidiam i réimse na stórála fuinnimh ar scála mór. Mar sin féin, tá an tionsclaíocht reatha de chadhnraí sóidiam-ian fós sa phróiseas dlús fuinnimh níos ísle, saolré timthriall níos giorra agus saincheisteanna eile, ag teorainn go mór leis an iarratas breise.
Thosaigh an Lárionad Teicneolaíochta Córas Fuinnimh Soladach Stáit faoi stiúir an taighdeoir Cui Guanglei d'Institiúid Fuinnimh Qingdao, Acadamh Eolaíochtaí na Síne, an ceallraí sóidiam-ian a leagan amach i 2011, in éineacht leis na riachtanais straitéiseacha náisiúnta agus na saincheisteanna bunúsacha eolaíocha ina n-iomláine, bunaithe. ar thús cadhnaíochta, bealach uathúil chun roinnt príomh-ábhar ceallraí sóidiam-ian agus príomhtheicneolaíochtaí leictrilít a fhorbairt, agus le blianta beaga anuas tá sraith torthaí tábhachtacha bainte amach, ag leagan bunús taighde d'fhorbairt tionsclaíochta cadhnraí sóidiam-ian. . In 2015, d'fhorbair an t-ionad teicneolaíochta bailitheoir graifít scagach agus teicneolaíocht réamh-sóidiamaithe comhfhreagrach trí phréscaoileadh léasair ar scannán graifít polyimide, rud a laghdaigh go mór an costas agus a d'fheabhsaigh dlús fuinnimh cadhnraí sóidiam-ian (Electrochemistry Communications 2015, 61, {{9}). }; Journal of Power Sources 2015, 297, 457-463; ZL201510242864.9).In 2016, forbraíodh agus paitinníodh leictrilítí polaiméire polyacrylate-bhunaithe le seoltacht ard ianach trí sholadú in-situ (ZL201610150608.1; ZL201610150608.1; ). ZL201611224300.3), rud a d'fheabhsaigh an fheidhmíocht iompair ian interfacial idir an leictrilít soladach-stáit agus an t-ábhar leictreoid, rud a thug méadú suntasach ar fheidhmíocht iolrachas cadhnraí sóidiam. Tógadh ceallraí sóidiam, agus is féidir leis na cadhnraí sóidiam bog-pacáilte le chéile oibriú go sábháilte fós faoi na coinníollacha crua lúbthachta nó gearrtha cúinne, gan sceitheadh ​​nó guaiseacha dóiteáin. Ní tharlaíonn aon sceitheadh ​​leachtach nó guais dóiteáin (Nano Res. 2019, 12, 2230-2237; ZL201911259343.9; ZL201911357076.9). 2022, chun sábháilteacht an leictrilít a fheabhsú tuilleadh, dhear agus d'fhorbair an t-ionad teicneolaíochta foirmle nua eistear fosfáit lasair-retardant a chuireann cobhsaíocht an ardvoltais san áireamh. In 2022, chun sábháilteacht leictrilítí a fheabhsú tuilleadh, dhear agus d'fhorbair an t-ionad foirmliú retardant lasair eistear fosfáit nua le cobhsaíocht ardvoltais (ACS Appl. Mater. Comhéadain 2022, 14, 15, 17444-17453) agus an leictrilít uiscí atá sábháilte go bunúsach, glas agus ar chostas íseal (ACS Appl. Mater. Comhéadain 2022, 14, 29, 33041-33051; ZL202011357076.9). -33051; ZL202011071670.4; ZL202111281780.8).
Le déanaí, tá dul chun cinn suntasach déanta ag Ionad Teicneolaíochta Córais Fuinnimh Soladach Stáit i réimse na gcadhnraí sóidiam-ian ar chostas íseal, agus foilsíodh na torthaí taighde sna hirisí údarásacha idirnáisiúnta Angew. Ceimic. Int. Ed., adv. Ábhar Fuinnimh. agus Ábhar Stórála Fuinnimh. (Fíor 1). Mar fhreagra ar na fadhbanna a bhaineann le deascadh hidrigine agus díscaoileadh ian miotail leictreoid de bharr móilíní uisce saor in aisce sa leictrilít uiscí traidisiúnta, fuair an fhoireann taighde córas nua de leictrilít polaiméire tiúchan ultra-ard le haghaidh cadhnraí sóidiam-ian trí nascáil hidrigine a rialáil trí. methylation, agus cobhsaíocht rothaíochta cadhnraí sóidiam a bhaint amach feabhas cinn (Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202311589). Ag an am céanna, d'aimsigh an fhoireann taighde go bhfuil NaH san anóid miotail sóidiam SEI ina fhachtóir mór a dhéanann difear do fheidhmíocht na ceallraí, rud atá ina mheicníocht thábhachtach as a dtiocfaidh teip ar chadhnraí sóidiam, agus go bhfuil NaH ginte ag an imoibriú spontáineach. idir an hidrigin a ghintear sa timthriall ceallraí agus an miotal sóidiam taiscthe (Energy Storage Mater. 2023, 61, 102891). Déanann an fhoireann taighde achoimre bhreise ar na bunphrionsabail agus ar an dul chun cinn taighde sna leictreailítí atá ann faoi láthair le haghaidh cadhnraí sóidiam-ian, agus tá siad ag tnúth le forbairt leictrilítí sa todhchaí (Adv. Energy Mater. 2023, 2301758).

Fíor 1 Dul chun cinn taighde bunúsach ar chadhnraí sóidiam-ian in Ionad Teicneolaíochta an Chórais Fuinnimh Soladach Stáit.
Bunaithe ar an bhfondúireacht taighde thuas agus carnadh teicneolaíochta, tar éis níos mó ná deich mbliana d'iarrachtaí, d'éirigh leis an Ionad Teicneolaíochta Córas Fuinnimh Soladach Stáit faoi stiúir an taighdeoir Guanglei Cui a fhorbairt go rathúil ar chostas íseal, ard-sábháilteachta agus ardfheidhmíochta soladach-stáit sóidiam-ian. cadhnraí. Tá dlús fuinnimh níos mó ná 140 Wh/kg sa chroílár leictreach ag an gceallraí ian sóidiam soladach-staid atá forbartha faoi láthair agus tá dlús fuinnimh sonrach níos mó ná 110 Wh/kg sa mhodúl ceallraí; tá sábháilteacht ultra-ard aige, ar féidir leis an tástáil pinprick a phasáil gan deataigh, dócháin nó pléascadh, agus baineadh amach é i gcur i bhfeidhm taispeántais feithiclí leictreacha dhá roth (Fíor 2). Sa todhchaí, leanfaidh an fhoireann ag forbairt príomhábhair agus croí-theicneolaíochtaí le haghaidh cadhnraí sóidiam-ian chun freastal ar riachtanais an mhargaidh de réir cásanna iarratais éagsúla, ag díriú ar fheithiclí leictreacha íseal-luas, feithiclí nua fuinnimh 48 V córais soláthair cumhachta, baile. stóráil fuinnimh agus réimsí eile.