Structura atomică asimetrică îmbunătățește performanța bateriilor sodiu-sulf
Cercetătorii chinezi au dezvoltat o nouă metodă de îmbunătățire a performanței bateriilor sodiu-sulf prin modificarea structurii atomice a unui catalizator. Studiul, condus de profesorii Wang Hui și Zheng Fangcai de la Laboratorul de Câmp Magnetic Înalt din cadrul Institutului de Științe Fizice Hefei al Academiei Chineze de Științe, a fost publicat în revista Angewandte Chemie.
Catalizatorii monoatomici pe bază de metale din grupa principală sunt atractivi pentru bateriile sodiu-sulf datorită costului relativ scăzut și toxicității reduse. Totuși, activitatea lor catalitică rămâne limitată, iar interacțiunile dintre atomii metalelor din blocul p și polisulfurile de sodiu formate în timpul funcționării bateriei nu sunt pe deplin înțelese.
În acest studiu, cercetătorii au modificat structura atomică din jurul atomilor individuali de aluminiu (Al). Au introdus atomi de azot într-o structură existentă în care fiecare atom de Al era înconjurat de patru atomi de oxigen, înlocuind un atom de oxigen cu azot. Astfel a fost creată o structură asimetrică, cu trei atomi de oxigen și un atom de azot în jurul fiecărui atom de Al.
Modificarea a alterat distribuția electronilor din jurul atomilor de aluminiu, consolidând interacțiunea acestora cu polisulfurile de sodiu. Drept rezultat, mai puține polisulfide au părăsit catodul, iar reacțiile implicate în funcționarea bateriei s-au desfășurat mai eficient. De asemenea, bateriile au menținut o performanță stabilă pe parcursul a mii de cicluri de încărcare-descărcare, demonstând un potențial promițător pentru baterii sodiu-sulf de lungă durată.
Potrivit cercetătorilor, rezultatele subliniază importanța mediului atomic local în determinarea activității catalitice a catalizatorilor monoatomici și oferă noi posibilități pentru proiectarea unor catalizatori eficienți bazați pe metale din grupa principală.
