User:Tomek92242/sandbox

Akumulatory sodowo-jonowe - rodzaj akumulatora elektrycznego wykorzystujący  jony sodu jako nośniki ładunku. W chwili obecnej trwają badania nad tym rodzajem akumulatora, jednak w przyszłości może się on okazać tańszą alternatywą dla obecnie powszechnie stosowanego akumulatora litowo-jonowego. . W związku z faktem, że sód jest pierwiastkiem dużo powszechniejszym w naturze niż lit, z którego tworzone są obecnie baterie o najlepszych parametrach, potencjalny rozwój ogniw sodowo-jonowych stwarza możliwości stworzenia technologii tańszej i bardziej opłacalnej niż obecnie stosowane. W przeciwieństwie do akumulatora sodowo-siarkowego, baterie sodowo-jonowe można stosować w przenośnej elektronice. Mogą również być używane w temperaturze pokojowej (w okolicy 25˚C).

Magazynowanie energii
Tak jak inne rodzaje akumulatorów, baterie sodowo-jonowe magazynują energię w wiązaniach chemicznych anody. Podczas ładowania jony Na+ de-interkalują i migrują w kierunku anody. Jednocześnie elektrony balansujące ładunek przechodzą z katody do anody zewnętrznym obwodem elektrycznym. W czasie rozładowania zachodzi proces odwrotny - następuje przepływ elektronów z powrotem z anody do katody, a jony Na+ przenikają z powrotem do katody.

Dotychczas odnotowano napięcie ogniw sodowo-jonowych wynoszące 3.6 volt. Jednocześnie akumulatory te wykazały zdolność do utrzymania 115 mA·hr g−1 podczas 50 cykli ładowania i rozłądowania, co skutkuje pojemnością równą około 400 W·hr kg−1 Mimo tego, ogniwa sodowo-jonowe są w dalszym ciągu niezdolne go utrzymania silnego ładunku po wielokrotnym ładowaniu i rozładowaniu. Po 50 cyklach większość akumulatorów sodowo-jonowych zachowuje jedynie 50% pierwotnej pojemności.

Anoda
Po zastosowaniu NaxC6 jako anody, średnie napięcie na plateau niskiego potencjału było wyższe dla ogniw sodowo-jonowych w porównaniu z ogniwami litowo-jonowymi. Materiały węglowe mogą być otrzymywane z węglowodanów.

Anody z włókien drewnianych pokrytych cyną mogą zastąpić dotychczas stosowane sztywne materiały anodowe, które są zbyt kruche by wytrzymać cykliczne kurczenie się i rozszerzanie materiału na skutek interkalacji i deinterkalacji jonów sodu do struktury krystalicznej związku. Włókna drewniane są wystarczająco elastyczne by wytrzymać nawet ponad 400 cykli ładowania i rozładowania - po przeprowadzeniu setek cykli, struktura drewna pozostała nieuszkodzona. Modele komputerowe pokazują, że powstające na powierzchni drewna nierówności równoważą naprężenia jakim poddawana jest bateria w czasie ładowania i rozładowania, co zwiększa odporność materiału na cykliczną pracę baterii i pozwala mu wytrzymać nawet setki cykli. Jony sodu przemieszczają się poprzez ścianki włókna drewna i poprzez dyfuzję na powierzchni cyny (Sn).

Katoda
Testy Na2FePO4F and Li2FePO4F jako materiałów katodowych wykazały, że związek zawierający sód z łatwością zastępuje ten mający w składzie lit w ogniwie typu Li-ion. Połączenie technologii Na-ion i Li-ion mogłoby skutkować obniżeniem całkowitej ceny akumulatora.

Materiał elektrodowy P2-Na$2/3$[Fe$1/2$Mn$1/2$]O$2$ osiąga odwracalną pojemność rzędu 190 mAh g−1 w ogniwie sodowo-jonowym, używając elektrochemicznie aktywnego  Fe$3+$/Fe$4+$ redox w temperaturze pokojowej. Na2FeP2O7 został zbadany jako odwracalne ogniwo sodowo-jonowe za pomocą metod z grupy 'glass-ceramics'. Szkło będące prekursorem, również wykonane z Na2FeP2O7, zostało przygotowane metodą stopienia i gwałtownego schłodzenia. Na2FeP2O7 wykazuje 2.9 V, 88 mAh/g.

Reakcja na elektrodach przebiega następująco:
 * NaF + (1−x)VPO4 + xCrPO4 → NaV1−xCrxPO4F

Powyższe materiały katodowe zachowują więcej pojemności podczas cyklicznego ładownia i rozładowania. Efekty domieszkowania materiału katodowego przy pomocy Cr zostały przeanalizowane pod względem wpływu na strukturę krystaliczną oraz krzywe ładowania i rozładowania. Badania te wykazały, że materiał domieszkowany Cr wykazuje większą stabilność cykli baterii. Początkowa odwracalna pojemność wynosiła 83.3 mAh g1, a sprawność pierwszego cyklu ładowania-rozładowania: 90.3%. Retencja odwracalnej pojemności materiału osiągnęła ok. 91.5% po 20 cyklach ładowania i rozładowania.

Ciekawostki
Badacz pochodzenia indiańskiego odkrył sposób na zastosowanie papieru jako elektrolitu.