In-sito synthesis of nanowire Na4Mn9O8 with carbon fiber with exceptional rate capability used in aqueous sodium ion batteries

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In questo studio, mediante la nanostrutturazione della morfologia e la sintesi in-sito di NMO in presenza di nanofibre di carbonio (CNF), la capacità di velocità è stata notevolmente migliorata.
Ottimizzando il carico CNF, la conduttività elettrica di NMO + CNF sintetizzati viene aumentata a più di 10.000 S.cm-1. Di conseguenza, la capacità di velocità è significativamente migliorata e a 20 °C (carica o scarica in 5 min), è stato preservato più del 50% della capacità teorica (25 mAh g-1).

Le batterie acquose ricaricabili sono attraenti per lo stoccaggio di energia su larga scala grazie alla loro maggiore sicurezza e al minor impatto ambientale. Inoltre, intrinsecamente la bagnabilità e la conducibilità ionica degli elettroliti acquosi è superiore a quella di quelli non acquosi, garantendo un rapido scambio ionico e un’elevata efficienza di andata e ritorno. Inoltre, i sali solubili in acqua utilizzati sono più economici e si evitano i rigorosi requisiti di produzione.
Dalla ricerca sulle batterie acquose agli ioni di sodio, restano da affrontare sfide fondamentali come la scelta e la combinazione dei materiali per ciascun elettrodo. Sebbene siano state introdotte nuove famiglie di materiali per l’uso come catodo, la struttura canalizzata Na4Mn9O18 (NMO) è ancora uno dei candidati eccezionali, che soddisfa i criteri di screening per le batterie al sodio acquose. Tuttavia, NMO soffre di bassa capacità ad elevate velocità di scambio.

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