Әлемдегі ғылым

Су негізіндегі батарея энергияны сақтауда литийге тәуелділікті азайтуға көмектеседі

31.03.2023

746



АҚШ-тың Техас A&M университетінің зерттеушілері су негізіндегі аккумулятордың металсыз электродтарын зерттеп жатыр. Олар бір күні бүгінгі танымал литий-ионды аккумуляторлардың орнына кең ауқымды қосымшалар үшін пайдаланылуы мүмкін.

Әлем елдерінің көмірқышқыл газының шығарындыларын азайтуға талпынып жатқан кезінде бұл литий-ионды аккумуляторлар электромобильдерге септігін тигізбек. 

Литий және кобальт сияқты маңызды литий-ионды аккумуляторының құрамдас бөліктері негізінен АҚШ-қа импортталады. Бұл геосаяси шиеленіс күшейген жағдайда бүкіл сегментті айтарлықтай тәуекелге ұшыратады, деп отыр ғалымдар. Сондықтан Техас A&M университетінің зерттеушілері литий-ионды батареяларға балама іздеуде. 

Джоди Луткенхаус пен университеттің химия инженериясының профессоры және доценті Дэниел Табор бірнеше жыл бойы су негізіндегі батареяларды зерттеп келеді. Батареялар кәдімгі батареялар сияқты катодтан, анодтан және электролиттен тұрады, дейді олар.  

Бірақ айырмашылығы, электродтар металдардан гөрі полимерлерден жасалған және электролит ретінде органикалық тұздармен араласқан су пайдаланылады. Мұндай қондырғыда батарея жанбайды, ал су негізіндегі электролит иондарды өткізу және энергияны сақтаудық көзі болмақ.  

Зерттеушілер тотықсыздандырғыш белсенді радикалды полимерлердің бұл электродтарды жасауда таптырмас материалдар екенін анықтады. Өйткені олардың разрядтық кернеуі жоғары. Қолданылатын материалға байланысты энергия сақтау сыйымдылығының айырмашылығы 1000 пайызға дейін жетуі мүмкін. 
Жаңа су негізіндегі батарея энергия сақтау үшін литийге тәуелділікті азайтуға көмектесуі мүмкін деген сенімде ғалымдар. 
Олардың түсіндіруінше, әртүрлі уақыт ауқымында диссипацияны бақылап, электрохимиялық кварц кристалының микробалансын пайдалана отырып, әртүрлі хао-/космотропты сипаттағы сулы электролиттерді зерттеу арқылы тотығу-тотықсыздану реакциясының табиғатын көрсетпек. Алайда полимер мен электролит арасындағы реакцияны шешу қиын, өйткені электрондардың, иондардың және су молекулаларының бір мезгілде көптеген тасымалдануы бар.

Зерттеу тобы компьютерлік модельдеулерге және олардың нәтижелерін талдауға сүйенді және микроскопиялық молекулалық масштабтағы құрылымдар мен динамика туралы түсінік алды. 

Деректер және сурет https://interestingengineering.com/science/metal-free-water-based-battery-electrodes сайтынан алынды.

«« | »»
Соңғы жаңалықтар