使用钠制造更具可持续性的电池
锂元素被广泛用于电池，因为它能持久、稳定地储存能量。然而，锂是一种有限的资源，因此研究人员正在努力寻找用于电池生产的替代材料。麦吉尔大学的团队利用萨斯喀彻温大学的加拿大光源，最近想出了一种用钠替代电池中大部分锂的方法。该项研究成果发表在《先进能源与可持续性研究》杂志上。
使用钠的挑战在于，阴极材料暴露在空气中时会变得不稳定，如果你想改造目前生产锂离子电池的制造设施，这将是一个大问题。
麦吉尔大学化学系副教授埃里克·麦卡拉 (Eric McCalla) 表示： “钠与空气中的二氧化碳和水蒸气发生反应，生成碳酸钠和其他产物。水实际上可以进入材料，并将其转化为完全不同的结构，这不是好的电池材料。”
McCalla 的团队使用了他所谓的“疯狂替代”方法，同时测试了 52 种不同元素对钠离子电池稳定性的影响。CLS 的 HXMA 光束线帮助他们查看了电池使用后的详细局部信息，使他们能够了解哪些元素与钠一起使用时能够有效地保持电池稳定。
为了理解海量数据（其中包括无数相互关联的变量），麦卡拉的团队使用了机器学习，他说，这是一种强大的工具，可以合理化大量复杂信息。
“机器可以分离变量，”麦卡拉说。“它可以编写一个复杂的函数，将所有竞争参数都考虑进去。”这有助于他们了解哪些材料实际上影响了性能，哪些变量的作用较小。
钠离子电池要完全取代锂离子电池还有很长的路要走——特别是在电动汽车领域——因此它仍然是一个关键的研究和发现领域。
“人们研究锂电池已有 40 多年，而且非常出色，”麦卡拉说。“使用更可持续的材料是一个伟大的目标，但标准很高。我们已经取得了进展，我们将继续努力使这些材料变得更好。”
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