La atracción electrostática de las capas de V2O5 alteradas electroquímicamente proporciona una fuerte fuerza impulsora para el Na +.
Los usuarios de la Ciencia de Materiales del Laboratorio Nacional Argonne han desarrollado cátodos de 3V de alta eficiencia para baterías recargables de iones de sodio. Ciencias e Ingeniería Química, y Divisiones de Ciencias de los Rayos X, así como la Universidad de Chicago, junto con el Centro de Materiales Nanoescala NanoBio Interfaces Group. Con una capacidad casi teórica de 250 mAh / g, excelente capacidad de velocidad y ciclo de vida, y altas densidades de energía y potencia de 760 Wh / kg y 1200 W / kg, respectivamente, estas V bicapa 2 O 5 Los sistemas se pueden utilizar en aplicaciones a temperatura ambiente.
Los sistemas de baterías recargables con iones de transporte distintos al litio ofrecen una alternativa a las baterías de iones de litio que ampliarían sustancialmente el mercado de almacenamiento de energía existente. que se basa principalmente en la tecnología de iones de litio. Las baterías a base de sodio son particularmente atractivas:el sodio es un no tóxico, y elemento abundante que se distribuye uniformemente por todo el mundo y por tanto sería ideal como ión de transporte para baterías recargables.
El enfoque de este equipo de investigación para lograr la intercalación de iones de sodio fue utilizar materiales a nanoescala que tienen estructuras en capas bidimensionales con espaciamientos entre capas ajustables capaces de adaptarse a grandes cambios de volumen. Los estudios de caracterización de sincrotrón ex situ e in situ revelaron que la absorción de iones de sodio induce la organización de la estructura general de vanadia junto con la aparición de un orden de largo alcance entre las capas. Tras la desintercalación de sodio, el orden de largo alcance se pierde mientras se conserva la estructura intracapa. Por lo tanto, inducir el orden de nanomateriales en operación ha permitido la realización de la mayor capacidad de electrodo posible mediante la optimización del equilibrio de fuerzas electrostáticas. La elasticidad mejorada y la estabilidad excepcional a largo plazo de esta estructura de armazón abierta hacen del V2O5 bicapa un material de cátodo adecuado para baterías de sodio recargables de alta densidad de energía.
