Çin Elm və Texnologiya Universitetində (USTC) professor CHEN Wei-nin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu anod kimi hidrogen qazından istifadə edən yeni kimyəvi batareya sistemini təqdim edib. Araşdırma jurnalında dərc olunubAngewandte Chemie Beynəlxalq Nəşri.
Hidrogen (H2) əlverişli elektrokimyəvi xassələrinə görə sabit və sərfəli bərpa olunan enerji daşıyıcısı kimi diqqəti cəlb etmişdir. Bununla belə, ənənəvi hidrogen əsaslı batareyalar ilk növbədə H2onların gərginlik diapazonunu 0,8-1,4 V-a qədər məhdudlaşdıran və ümumi enerji saxlama qabiliyyətini məhdudlaşdıran bir katod kimi. Məhdudiyyəti aradan qaldırmaq üçün tədqiqat qrupu yeni bir yanaşma təklif etdi: H2enerji sıxlığını və iş gərginliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq üçün anod kimi. Anod kimi litium metal ilə birləşdirildikdə, batareya müstəsna elektrokimyəvi performans nümayiş etdirdi.
Li-H batareyasının sxemi. (Şəkil USTC tərəfindən)
Tədqiqatçılar litium metal anod, hidrogen katod kimi xidmət edən platinlə örtülmüş qaz diffuziya təbəqəsi və bərk elektrolitdən (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, və ya LATP). Bu konfiqurasiya arzuolunmaz kimyəvi qarşılıqlı təsirləri minimuma endirməklə yanaşı, səmərəli litium-ion nəqlinə imkan verir. Sınaq vasitəsilə Li-H batareyası 2825 Wh/kq nəzəri enerji sıxlığını nümayiş etdirdi və sabit gərginliyi 3V ətrafında saxladı. Əlavə olaraq, uzunmüddətli sabitliyi qoruyarkən, doldurma və boşalma dövrləri zamanı minimal enerji itkisini göstərən 99,7% əlamətdar gediş-gəliş səmərəliliyinə (RTE) nail oldu.
Xərclərin səmərəliliyini, təhlükəsizliyini və istehsal sadəliyini daha da yaxşılaşdırmaq üçün komanda əvvəlcədən quraşdırılmış litium metal ehtiyacını aradan qaldıran anodsuz Li-H batareyası hazırladı. Bunun əvəzinə batareya litium duzlarından litium yatırır (LiH2PO4və LiOH) doldurulma zamanı elektrolitdə. Versiya standart Li-H batareyasının üstünlüklərini saxlayır, eyni zamanda əlavə üstünlüklər təqdim edir. Bu, 98,5% Coulomb səmərəliliyi (CE) ilə səmərəli litium örtük və soyma imkanı verir. Üstəlik, o, hətta aşağı hidrogen konsentrasiyalarında da stabil işləyir və yüksək təzyiqli H₂ anbarından asılılığı azaldır. Litium və hidrogen ionlarının batareyanın elektrolitində necə hərəkət etdiyini başa düşmək üçün Sıxlıq Funksional Nəzəriyyəsi (DFT) simulyasiyaları kimi hesablama modelləşdirmə aparıldı.
Li-H batareya texnologiyasındakı bu irəliləyiş bərpa olunan enerji şəbəkələrini, elektrik nəqliyyat vasitələrini və hətta aerokosmik texnologiyanı əhatə edən potensial tətbiqlərlə qabaqcıl enerji saxlama həlləri üçün yeni imkanlar təqdim edir. Adi nikel-hidrogen batareyaları ilə müqayisədə, Li-H sistemi gücləndirilmiş enerji sıxlığı və səmərəliliyi təmin edərək, onu növbəti nəsil enerji saxlama üçün güclü namizəd edir. Anodsuz versiya daha qənaətcil və genişlənə bilən hidrogen əsaslı akkumulyatorların əsasını qoyur.
Kağız keçidi:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(ZHENG Zihong tərəfindən yazılmış, WU Yuyang tərəfindən redaktə edilmişdir)
Göndərmə vaxtı: 12 mart 2025-ci il