Xitoy Fan va Texnologiya Universiteti (USTC) professori CHEN Vey boshchiligidagi tadqiqot guruhi anod sifatida vodorod gazidan foydalanadigan yangi kimyoviy akkumulyator tizimini taqdim etdi. Tadqiqot nashrida chop etildiAngewandte Chemie xalqaro nashri.
Vodorod (H2) o'zining qulay elektrokimyoviy xususiyatlari tufayli barqaror va tejamkor qayta tiklanadigan energiya tashuvchisi sifatida e'tiborni tortdi. Biroq, an'anaviy vodorodga asoslangan batareyalar birinchi navbatda H2katod sifatida, bu ularning kuchlanish diapazonini 0,8-1,4 V gacha cheklaydi va ularning umumiy energiya saqlash imkoniyatlarini cheklaydi. Cheklovni bartaraf etish uchun tadqiqot guruhi yangi yondashuvni taklif qildi: H2energiya zichligi va ish kuchlanishini sezilarli darajada oshirish uchun anod sifatida. Anod sifatida lityum metall bilan bog'langanda, batareya ajoyib elektrokimyoviy ko'rsatkichlarni namoyish etdi.
Li-H batareyasining sxemasi. (USTC tomonidan olingan rasm)
Tadqiqotchilar lityum metall anod, vodorod katodi vazifasini bajaradigan platina bilan qoplangan gaz diffuziya qatlami va qattiq elektrolitni o‘z ichiga olgan Li-H batareya tizimining prototipini ishlab chiqdilar.1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, yoki LATP). Ushbu konfiguratsiya istalmagan kimyoviy o'zaro ta'sirlarni minimallashtirish bilan birga lityum ionlarini samarali tashish imkonini beradi. Sinov orqali Li-H batareyasi 3V atrofida barqaror kuchlanishni saqlab, 2825 Vt / kg nazariy energiya zichligini ko'rsatdi. Bundan tashqari, u uzoq muddatli barqarorlikni saqlab qolgan holda, zaryadlash va zaryadlash davrlarida minimal energiya yo'qotilishini ko'rsatadigan 99,7% ga teng bo'lgan ajoyib aylanish samaradorligiga (RTE) erishdi.
Tejamkorlik, xavfsizlik va ishlab chiqarishning soddaligini yanada yaxshilash uchun jamoa oldindan o'rnatilgan lityum metallga ehtiyojni bartaraf etadigan anodsiz Li-H batareyasini ishlab chiqdi. Buning o'rniga, akkumulyator litiyni litiy tuzlaridan (LiH2PO4va LiOH) zaryadlash vaqtida elektrolitda. Versiya standart Li-H batareyasining afzalliklarini saqlab qoladi va qo'shimcha imtiyozlarni kiritadi. U 98,5% kulon samaradorligi (CE) bilan samarali lityum qoplama va tozalash imkonini beradi. Bundan tashqari, u past vodorod konsentratsiyasida ham barqaror ishlaydi va yuqori bosimli H₂ saqlashga bo'lgan ishonchni kamaytiradi. Litiy va vodorod ionlarining batareya elektrolitlari ichida qanday harakat qilishini tushunish uchun Zichlikning funktsional nazariyasi (DFT) simulyatsiyasi kabi hisoblash modellashtirish amalga oshirildi.
Li-H batareyasi texnologiyasidagi ushbu yutuq energiyani saqlashning ilg'or echimlari uchun yangi imkoniyatlarni taqdim etadi, potentsial ilovalar qayta tiklanadigan energiya tarmoqlari, elektr transport vositalari va hatto aerokosmik texnologiyalarni qamrab oladi. An'anaviy nikel-vodorod batareyalari bilan solishtirganda, Li-H tizimi energiya zichligi va samaradorligini oshiradi, bu esa uni keyingi avlod quvvatini saqlash uchun kuchli nomzod qiladi. Anodsiz versiya yanada tejamkor va kengaytiriladigan vodorod asosidagi batareyalar uchun asos yaratadi.
Qog'oz havolasi:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(ZHENG Zihong tomonidan yozilgan, WU Yuyang tomonidan tahrirlangan)
Xabar vaqti: 2025-yil 12-mart