チームは、水ベースのバッテリーで主要な貯蔵容量を発見しました

04 (Nanowerkニュース) テキサス A&M 大学の研究者は、金属を含まない水ベースのバッテリー電極の貯蔵容量に 1,000% の違いがあることを発見しました。これらの電池は、コバルトを含むリチウムイオン電池とは異なります。メタルフリー電池を研究するという同グループの目標は、コバルトとリチウムが外部委託されているため、国内のサプライチェーンをより適切に管理できるようにすることに由来している。このより安全な化学反応により、バッテリー火災も防止されます。化学工学教授のジョディ・ルトケンハウス博士と化学助教授のダニエル・テイバー博士は、リチウムフリー電池に関する研究結果を次の論文で発表した。 ネイチャーマテリアルズ (「金属を含まない水性エネルギー貯蔵電極用の非共役ラジカルポリマーにおける電解質の役割」). 化学工学教授 Dr. ジョディ・ラトケンハウスと化学助教授Dr. ダニエル・テイバーは、水ベースの電池に大きな貯蔵容量があることを発見しました。 （画像：テキサスA&Mエンジニアリング） 「水をベースにしているため、バッテリー火災はもう起こらないだろう」とルトケンハウス氏は語った。 「将来、材料不足が予想されると、リチウムイオン電池の価格は大幅に上昇するでしょう。 この代替バッテリーがあれば、この化学に頼ることができます。米国で製造でき、そのための材料もここにあるため、供給がはるかに安定しています。」ルトケンハウス氏は、水系電池はカソード、電解質、アノードで構成されていると述べた。 カソードとアノードはエネルギーを蓄えることができるポリマーであり、電解質は有機塩と混合された水です。 電解質は、電極との相互作用を通じてイオン伝導とエネルギー貯蔵の鍵となります。 「サイクリング中に電極が膨張しすぎると、電子をうまく伝導できなくなり、すべての性能が失われます」と彼女は言う。 「膨張効果により、電解質の選択に応じて、エネルギー貯蔵容量には1,000%の違いがあると思います。」彼らの論文によると、酸化還元活性のある非共役ラジカルポリマー（電極）は、そのポリマーの高い放電電圧と速い酸化還元反応速度のため、金属を含まない水性電池の有望な候補である。 電子、イオン、水分子の移動が同時に起こるため、反応は複雑で解決が困難です。 この論文の研究者らは、「我々は、さまざまなタイムスケールでの散逸モニタリングを備えた電気化学水晶微量天秤を使用して、さまざまなカオトロピック/コスモトロピック特性の水性電解質を検査することにより、酸化還元反応の性質を実証している」と述べている。 テイバー氏の研究グループは、コンピューターによるシミュレーションと解析によって実験の取り組みを補完しました。 シミュレーションにより、構造とダイナミクスの顕微鏡的な分子スケールの全体像についての洞察が得られました。 「理論と実験は、これらの材料を理解するために密接に連携することがよくあります。 この論文で計算的に行った新しいことの 1 つは、実際に電極を複数の充電状態に充電し、周囲がこの充電にどのように反応するかを確認することです」と Tabor 氏は述べています。 研究者らは、動作中にバッテリーに流入する水と塩の量を正確に測定することで、特定の種類の塩の存在下でバッテリーの正極がより良く機能するかどうかを肉眼で観察しました。 「実験的に観察されたことを説明するためにそうしたのです」と彼は言う。 「現在、私たちはシミュレーションを将来のシステムに拡張したいと考えています。 私たちは、その種の水と溶剤の注入を推進する力が何であるかについて理論を確認する必要がありました。 「この新しいエネルギー貯蔵技術により、リチウムフリーバッテリーが前進します。

• SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
• Platoblockchain。 Web3メタバースインテリジェンス。 知識の増幅。 こちらからアクセスしてください。
• 情報源： https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62734.php