Identifikācijas numurs: LZP-2025/1-0659
Tips: Latvijas Zinātnes padomes fundamentālo un lietišķo pētījumu projekts
Projekta ilgums: 01.01.2026. - 31.12.2028.
Projekta vadītājs: Dr. phys. Gints Kučinskis, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI)
Kopējais finansējums: 300 000 EUR
Projekta kopsavilkums:
Šajā projektā tiek izstrādāti un pētīti augstas enerģijas blīvuma katodmateriāli nātrija jonu baterijām (NJB), izmantojot ilgtspējīgu, uz ūdens bāzes veidotu un gaistošus organiskos savienojumus (GOS) neietverošu elektrodu sagatavošanas procesu. Tiks sintezēti P2 tipa Na₂/₃MO₂ katoda materiāli (M – pārejas metāls; sākotnēji Mn, ar Ni piejaukumu un (ko)dopēšanu ar Mg, Al, Li u.c.). Inertie virsmas pārklājumi (piemēram, Al₂O₃, MgO vai SiO₂) tiks uzklāti, izmantojot viegli mērogojamu mitrās ķīmijas metodi. Optimizētajiem materiāliem tiks izstrādāts elektrodu sagatavošanas process, kas izmanto ūdeni. Materiālu izstrāde tiks papildināta ar padziļinātu raksturošanu, lai izprastu degradācijas mehānismus, piemēram, skābekļa izdalīšanos, virsmas fāžu pārejas un SEI veidošanos atkarībā no materiālu modifikācijām. Galvenie rezultāti, kas tiks demonstrēti pilnās NJB šūnās, ir ≥600 Wh/kg īpatnējā enerģija katodam, ≥180 Wh/kg steka (stack) līmenī, ≥1000 pilni uzlādes-izlādes cikli līdz SoH = 80%, kā arī videi draudzīgs, bez GOS un PFAS savienojumiem īstenots elektrodu izgatavošanas process. Projekts veicinās patiesi ilgtspējīgu NJB izstrādi, izmantojot plaši pieejamus materiālus un izvairoties no toksiskām vielām, vienlaikus sniedzot ieguldījumu degradācijas mehānismu izpratnē un veiktspējas uzlabošanā.