Echipa găsește o capacitate majoră de stocare în bateriile pe bază de apă

04 apr 2023 (Știri Nanowerk) Cercetătorii de la Universitatea Texas A&M au descoperit o diferență de 1,000% în capacitatea de stocare a electrozilor bateriei fără metal și pe bază de apă. Aceste baterii sunt diferite de bateriile litiu-ion care conțin cobalt. Scopul grupului de a cerceta bateriile fără metale provine din a avea un control mai bun asupra lanțului de aprovizionare intern, deoarece cobaltul și litiul sunt externalizate. Această chimie mai sigură ar preveni și incendiile bateriei. Profesorul de inginerie chimică Dr. Jodie Lutkenhaus și profesorul asistent de chimie Dr. Daniel Tabor și-au publicat descoperirile despre bateriile fără litiu în Materiale Natura („Rolul electrolitului în polimerii radicali neconjugați pentru electrozii de stocare a energiei apoase fără metale”). Profesorul de inginerie chimică Dr. Jodie Lutkenhaus și profesor asistent de chimie Dr. Daniel Tabor au descoperit o capacitate semnificativă de stocare în bateriile pe bază de apă. (Imagine: Texas A&M Engineering) „Nu ar mai exista incendii de baterie, deoarece este pe bază de apă”, a spus Lutkenhaus. „În viitor, dacă se proiectează lipsuri de materiale, prețul bateriilor litiu-ion va crește mult. Dacă avem această baterie alternativă, putem apela la această chimie, unde aprovizionarea este mult mai stabilă, deoarece le putem fabrica aici, în Statele Unite, iar materialele pentru a le face sunt aici.” Lutkenhaus a spus că bateriile apoase constau dintr-un catod, electrolit și un anod. Catozii și anozii sunt polimeri care pot stoca energie, iar electrolitul este apă amestecată cu săruri organice. Electrolitul este cheia conducției ionice și stocării energiei prin interacțiunile sale cu electrodul. „Dacă un electrod se umflă prea mult în timpul ciclării, atunci nu poate conduce electronii foarte bine și pierzi toată performanța”, a spus ea. „Cred că există o diferență de 1,000% în capacitatea de stocare a energiei, în funcție de alegerea electrolitului din cauza efectelor de umflare.” Potrivit articolului lor, polimerii radicali redox-activi, neconjugați (electrozii) sunt candidați promițători pentru bateriile apoase fără metal, datorită tensiunii ridicate de descărcare a polimerilor și cineticii redox rapide. Reacția este complexă și dificil de rezolvat din cauza transferului simultan de electroni, ioni și molecule de apă. „Demonstrăm natura reacției redox prin examinarea electroliților apoși cu caracter hao-/kosmotrop variat, folosind microbalanța electrochimică de cristal de cuarț cu monitorizarea disipării la o serie de intervale de timp”, potrivit cercetătorilor din articol. Grupul de cercetare Tabor a completat eforturile experimentale cu simulare și analiză computațională. Simulările au oferit perspective asupra imaginii microscopice la scară moleculară a structurii și dinamicii. „Teoria și experimentul lucrează adesea strâns împreună pentru a înțelege aceste materiale. Unul dintre lucrurile noi pe care le facem computațional în această lucrare este că încărcăm electrodul în mai multe stări de încărcare și vedem cum împrejurimile răspund la această încărcare”, a spus Tabor. Cercetătorii au observat macroscopic dacă catodul bateriei funcționa mai bine în prezența anumitor tipuri de săruri, măsurând exact câtă apă și sare intră în baterie pe măsură ce funcționează. „Am făcut asta pentru a explica ceea ce a fost observat experimental”, a spus el. „Acum, ne-am dori să extindem simulările noastre la sistemele viitoare. Trebuia să ne confirmăm teoria care sunt forțele care conduc acest tip de injecție de apă și solvent. „Cu această nouă tehnologie de stocare a energiei, aceasta este un impuls către bateriile fără litiu.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62734.php