Blanco prusiano romboédrico como cátodo para baterías recargables de iones de sodio

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.
• Almacenamiento de energía Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías de iones de sodio son una alternativa prometedora a las baterías de iones de litio debido a la abundancia de sodio.
• El desarrollo de materiales de cátodo rentables y de alto rendimiento es crucial para la comercialización de baterías de iones de sodio.

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo material de cátodo de hexacianoferrato de hierro de sodio estable en el aire (R-Na1.92Fe[Fe(CN) [6]) para baterías de iones de sodio.
• Para dilucidar el mecanismo redox del hierro y su correlación con el rendimiento electroquímico.
• Evaluar la viabilidad de fabricar baterías de iones de sodio de bajo costo utilizando la infraestructura existente.

Principales métodos:

• Síntesis de un nuevo hexacianoferrato de hierro sódico estable en el aire con una estructura romboédrica.
• Caracterización electroquímica que incluye pruebas de capacidad, ciclo de vida y capacidad de velocidad.
• Espectroscopia de absorción de rayos X suave basada en sincrotrón para investigar el mecanismo redox del hierro y las propiedades del material.

Principales resultados:

• El material R-Na1.92Fe[Fe(CN)6] exhibe una alta capacidad, una larga vida útil y una buena capacidad de velocidad.
• La espectroscopia de sincrotrón aclaró el mecanismo redox del hierro y su vínculo con el rendimiento celular.
• Una forma deshidratada permitió la fabricación de baterías con un ánodo de metal no sodio, lo que demuestra la viabilidad de la fabricación.

Conclusiones:

• R-Na1.92Fe[Fe(CN) [6] es un material de cátodo escalable y de bajo costo para baterías de iones de sodio de alto rendimiento.
• Comprender el mecanismo redox del hierro es clave para optimizar el rendimiento de la batería.
• Las propiedades del material apoyan el desarrollo de baterías de iones de sodio rentables utilizando las líneas de fabricación existentes.