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Zusammenfassung Alkalimetall-Sauerstoff-Batterien sind von großem Interesse für die Energiespeicherung aufgrund ihrer unvergleichlichen theoretischen Energiedichten. Besonders attraktiv ist die aufkommende Na–O₂-Batterie wegen der Bildung von Superoxid als Entladeprodukt. Dimethylsulfoxid (DMSO) ist ein vielversprechendes Lösungsmittel für diese Batterie, aber seine Instabilität gegenüber Na macht es unpraktisch in der Na–O₂-Batterie. Hier berichten wir über die erhöhte Stabilität von Na in DMSO-Lösungen, die konzentrierte Natriumtrifluormethansulfonimid (NaTFSI) Salze (>3 mol kg⁻¹) enthalten. Raman-Spektren von NaTFSI/DMSO-Elektrolyten und ab initio molekulare Dynamik-Simulation zeigen die Solvationszahl von Na⁺ in DMSO und die Bildung einer Na(DMSO)₃(TFSI)-ähnlichen Solvationsstruktur. Die Mehrheit der DMSO-Moleküle, die Na⁺ in konzentrierten Lösungen solvatisieren, reduziert die verfügbaren freien DMSO-Moleküle, die mit Na reagieren können, und verhindert den Zerfall des TFSI-Anions, was Na vor der Reaktion mit dem Elektrolyten schützt. Mit diesen konzentrierten Elektrolyten können Na–O₂-Batterien betrieben werden, wobei Natriumsuperoxid (NaO₂) als das einzige Entladeprodukt mit verbesserter langer Lebensdauer gebildet wird, was die vorteilhafte Rolle konzentrierter Elektrolyte für Na-basierte Batterien unterstreicht.
He et al. (2016) haben diese Frage untersucht.