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科学家确定了钠离子电池速度减慢的关键瓶颈
钠离子电池正在成为当今锂离子电池的一种有前景的替代品。虽然锂离子技术为从智能手机到电动汽车的所有产品提供动力，但锂相对稀缺，而且在世界各地分布不均。相比之下，钠储量丰富且价格低廉，这使得钠离子电池成为更可持续且可能更便宜的选择。然而，为了让钠离子电池参与竞争，科学家们发现了阻碍钠离子电池发展的关键瓶颈的文章首先出现在 Knowridge Science Report 上。
来源:Knowridge科学报告钠离子电池正在成为当今锂离子电池的一种有前景的替代品。
虽然锂离子技术为从智能手机到电动汽车的所有产品提供动力，但锂相对稀缺，而且在世界各地分布不均。
相比之下，钠储量丰富且价格低廉，这使得钠离子电池成为更可持续且可能更便宜的选择。
然而，为了让钠离子电池与锂离子电池竞争，它们必须存储相似数量的能量。
最大的挑战之一在于电池的阳极内部，该元件在充电过程中储存钠离子。
最先进的钠离子电池使用一种称为硬碳的材料作为阳极。
硬碳是一种多孔、无序形式的碳，具有微小的纳米级孔。科学家认为这些纳米孔在储存钠方面发挥着关键作用，但具体如何发生仍不清楚。
为了更好地了解这一过程，东京科学研究所立山义孝教授领导的研究小组使用强大的计算机模拟来研究钠在硬碳内部的行为。
他们的研究结果发表在《先进能源材料》杂志上。
使用被称为基于密度泛函理论的分子动力学的高精度建模技术，该团队模拟了钠离子如何在微小碳结构内移动和相互作用。这些模拟是在先进的超级计算机上运行的，包括日本的 Fugaku 系统。
研究结果为钠的储存方式提供了新的见解。首先，钠离子以平坦的二维排列粘附在碳表面。
但模拟表明它们在纳米孔内快速转变为三维准金属簇。简而言之，钠离子在碳的小空腔内聚集成微小的金属状簇。