ИСТИНА

Натрий-ионные аккумуляторы (НИА) могут стать перспективной заменой литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) в будущем благодаря ряду преимуществ, например, меньшей себестоимости производства в сравнении с литий-ионными аккумуляторами из-за большей распространенности натрия в земной коре. Для коммерциализации технологии необходимы электродные материалы с высокой удельной емкостью, хорошей стабильностью и низкой токсичностью. «Твердый» углерод (англ. hard carbon) или неграфитизируемый углерод – это разновидность углерода, в структуре которого присутствуют разупорядоченные графеноподобные слои. Данный материал является наилучшим кандидатом на роль анодного материал в НИА, так как обладает высокой электрохимической емкостью в отличие от графита, в структуру которого практически не внедряются ионы натрия [1]. Существует множество методов синтеза неграфитизируемого углерода, часть из которых направлена на увеличение удельной емкости «твердого» углерода. Одним из подходов является синтез материала с большим количеством микропор, что, по предположениям научного сообщества, способствует образованию нанокластеров металлического натрия внутри микропор при заряде электрохимической ячейки. Для создания материала с большим количеством микропор используют темплатный метод синтеза, в котором, например, в качестве темплата может использоваться глюконат или цитрат магния. Такой подход позволяет получить материалы с очень большой удельной емкостью до 480 мАч/г [2]. При этом стоимость прекурсоров для такого синтеза достаточна высока. Целью данной работы является темплатный синтез «твердого» углерода с использованием тетраэтоксисилана ТЭОС в качестве источника диоксида кремния, после удаления которого в структуре «твердого» углерода способны образовываться микропоры. Для получения «твердого» углерода была использована гидротермальная карбонизация раствора глюкозы с последующим высокотемпературным отжигом. Для увеличения микропористости в систему вводили ТЭОС. После первого отжига темплат удаляли в плавиковой кислоте, затем материал подвергался повторному отжигу. Образцы были проанализированы с помощью методов рентгеновской дифракции и растровой электронной микроскопии. Также мы провели электрохимические испытания полученных материалов в натриевой полуячейке. У полученного материала удалось добиться достаточно высокого значения удельной емкости на разряде 372 мАч/г, которое сопоставимо со значениями емкости у графита в литий-ионных аккумуляторах. Дальнейшее исследование будет направлено на более детальное изучение такого метода синтеза.