Team löytää suuria säilytyskapasiteettia vesipohjaisista akuista

04. huhtikuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Texas A&M -yliopiston tutkijat ovat havainneet 1,000 % eron metallittomien, vesipohjaisten akkuelektrodien tallennuskapasiteetissa. Nämä akut eroavat kobolttia sisältävistä litiumioniakuista. Konsernin tavoite tutkia metallittomia akkuja johtuu kotimaisen toimitusketjun paremmasta hallinnasta, koska koboltti ja litium on ulkoistettu. Tämä turvallisempi kemia estää myös akkupalot. Kemiantekniikan professori tohtori Jodie Lutkenhaus ja kemian apulaisprofessori tri Daniel Tabor ovat julkaisseet havaintonsa litiumvapaista akuista Luonto Materiaalit ("Elektrolyytin rooli konjugoimattomissa radikaalipolymeereissä metallittomissa vesipitoisissa energian varastointielektrodeissa"). Kemiantekniikan professori Dr. Jodie Lutkenhaus ja kemian apulaisprofessori Dr. Daniel Tabor on löytänyt merkittävän tallennuskapasiteetin vesipohjaisista akuista. (Kuva: Texas A&M Engineering) "Akkuja ei enää syttyisi, koska se on vesipohjaista", Lutkenhaus sanoi. "Jos tulevaisuudessa ennustetaan materiaalipulaa, litiumioniakkujen hinnat nousevat reippaasti. Jos meillä on tämä vaihtoehtoinen akku, voimme kääntyä tämän kemian puoleen, jossa tarjonta on paljon vakaampaa, koska voimme valmistaa niitä täällä Yhdysvalloissa ja materiaalit niiden valmistamiseksi ovat täällä." Lutkenhaus sanoi, että vesiakut koostuvat katodista, elektrolyytistä ja anodista. Katodit ja anodit ovat polymeerejä, jotka voivat varastoida energiaa, ja elektrolyytti on vettä sekoitettuna orgaanisten suolojen kanssa. Elektrolyytti on avain ionien johtamiseen ja energian varastointiin sen vuorovaikutuksen kautta elektrodin kanssa. "Jos elektrodi turpoaa liikaa pyöräilyn aikana, se ei voi johtaa elektroneja kovin hyvin ja menetät kaiken suorituskyvyn", hän sanoi. "Uskon, että energian varastointikapasiteetissa on 1,000 % ero riippuen elektrolyytin valinnasta turpoamisvaikutusten vuoksi." Heidän artikkelinsa mukaan redox-aktiiviset, konjugoimattomat radikaalipolymeerit (elektrodit) ovat lupaavia ehdokkaita metallittomille vesipitoisille akuille polymeerien korkean purkausjännitteen ja nopean redox-kinetiikan vuoksi. Reaktio on monimutkainen ja vaikea ratkaista elektronien, ionien ja vesimolekyylien samanaikaisen siirron vuoksi. "Havainnollistamme redox-reaktion luonteen tutkimalla vesipitoisia elektrolyyttejä, joilla on vaihteleva kao-/kosmotrooppinen luonne käyttämällä sähkökemiallista kvartsikidemikrotasapainoa ja hajaantumisen seurantaa eri aikaväleillä", artikkelin tutkijoiden mukaan. Taborin tutkimusryhmä täydensi kokeellista työtä laskennallisella simulaatiolla ja analyysillä. Simulaatiot antoivat oivalluksia mikroskooppiseen molekyylimittakaavaiseen kuvaan rakenteesta ja dynamiikasta. "Teoria ja kokeilu toimivat usein tiiviissä yhteistyössä näiden materiaalien ymmärtämiseksi. Yksi uusista asioista, jonka teemme tässä artikkelissa laskennallisesti, on se, että lataamme elektrodin useisiin varaustiloihin ja katsomme, kuinka ympäristö reagoi tähän lataukseen, Tabor sanoi. Tutkijat havaitsivat makroskooppisesti, toimiko akun katodi paremmin tietyntyyppisten suolojen läsnä ollessa mittaamalla tarkasti, kuinka paljon vettä ja suolaa menee akkuun sen toimiessa. "Teimme sen selittääksemme, mitä on havaittu kokeellisesti", hän sanoi. ”Nyt haluaisimme laajentaa simulaatiomme tulevaisuuden järjestelmiin. Meidän oli vahvistettava teoriamme siitä, mitkä ovat voimat, jotka ohjaavat tällaista veden ja liuottimen ruiskutusta. ”Tämän uuden energian varastointitekniikan ansiosta tämä on askel eteenpäin litiumittomiin akkuihin.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62734.php