ทีมค้นพบความจุขนาดใหญ่ในแบตเตอรี่แบบน้ำ

04 เม.ย. 2023 (ข่าวนาโนเวิร์ค) นักวิจัยที่ Texas A&M University ได้ค้นพบความแตกต่าง 1,000% ในความจุของอิเล็กโทรดแบตเตอรี่แบบน้ำที่ปราศจากโลหะ แบตเตอรี่เหล่านี้แตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีโคบอลต์ เป้าหมายของกลุ่มในการวิจัยแบตเตอรี่ที่ปราศจากโลหะเกิดจากการควบคุมห่วงโซ่อุปทานภายในประเทศที่ดีขึ้น เนื่องจากมีการจ้างโคบอลต์และลิเธียมจากภายนอก เคมีที่ปลอดภัยกว่านี้จะป้องกันไฟไหม้แบตเตอรี่ด้วย ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมี Dr. Jodie Lutkenhaus และผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเคมี Dr. Daniel Tabor ได้เผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาเกี่ยวกับแบตเตอรี่ที่ปราศจากลิเธียมใน วัสดุธรรมชาติ (“บทบาทของอิเล็กโทรไลต์ในโพลิเมอร์อนุมูลอิสระแบบไม่มีคอนจูเกตสำหรับอิเล็กโทรดกักเก็บพลังงานในน้ำที่ปราศจากโลหะ”). ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมี ดร. Jodie Lutkenhaus และผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเคมี ดร. Daniel Tabor ได้ค้นพบความจุที่สำคัญในแบตเตอรี่แบบน้ำ Lutkenhaus กล่าว “ในอนาคต หากคาดการณ์ว่าจะมีการขาดแคลนวัสดุ ราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะสูงขึ้นไปอีก ถ้าเรามีแบตเตอรี่ทางเลือกนี้ เราสามารถหันไปใช้เคมีนี้ได้ ซึ่งแหล่งจ่ายมีความเสถียรมากกว่าเพราะเราสามารถผลิตได้ที่นี่ในสหรัฐอเมริกา และวัสดุที่ใช้ในการผลิตก็อยู่ที่นี่” Lutkenhaus กล่าวว่าแบตเตอรี่ที่เป็นน้ำประกอบด้วยแคโทด อิเล็กโทรไลต์ และแอโนด แคโทดและแอโนดเป็นโพลิเมอร์ที่สามารถกักเก็บพลังงานได้ และอิเล็กโทรไลต์คือน้ำผสมกับเกลืออินทรีย์ อิเล็กโทรไลต์เป็นกุญแจสำคัญในการนำไอออนและการเก็บพลังงานผ่านปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กโทรด “หากอิเล็กโทรดบวมมากเกินไประหว่างการปั่นจักรยาน แสดงว่าไม่สามารถนำอิเล็กตรอนได้ดีนัก และคุณจะสูญเสียประสิทธิภาพทั้งหมด” เธอกล่าว “ฉันเชื่อว่ามีความแตกต่าง 1,000% ในความจุของการเก็บพลังงาน ขึ้นอยู่กับการเลือกอิเล็กโทรไลต์เนื่องจากผลกระทบของการบวม” อ้างอิงจากบทความของพวกเขา รีดอกซ์แอคทีฟและไม่คอนจูเกต เรดิคัลโพลิเมอร์ (อิเล็กโทรด) เป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นแบตเตอรี่น้ำที่ปราศจากโลหะ เนื่องจากโพลิเมอร์มีแรงดันดิสชาร์จสูงและรีดอกซ์จลนพลศาสตร์ที่รวดเร็ว ปฏิกิริยานี้ซับซ้อนและแก้ไขได้ยากเนื่องจากมีการถ่ายโอนอิเล็กตรอน ไอออน และโมเลกุลของน้ำไปพร้อม ๆ กัน "เราแสดงให้เห็นถึงธรรมชาติของปฏิกิริยารีดอกซ์โดยการตรวจสอบอิเล็กโทรไลต์ในน้ำที่มีลักษณะเฉา-/คอสโมโทรปิกที่แตกต่างกัน โดยใช้เครื่องชั่งผลึกควอทซ์เคมีไฟฟ้าที่มีการตรวจสอบการกระจายในช่วงเวลาต่างๆ" นักวิจัยในบทความกล่าว กลุ่มวิจัยของ Tabor เสริมความพยายามในการทดลองด้วยการจำลองและการวิเคราะห์ทางคอมพิวเตอร์ การจำลองให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับภาพระดับโมเลกุลระดับจุลภาคของโครงสร้างและการเปลี่ยนแปลง “ทฤษฎีและการทดลองมักทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดเพื่อทำความเข้าใจเนื้อหาเหล่านี้ สิ่งใหม่อย่างหนึ่งที่เราทำในเชิงคำนวณในบทความนี้คือเราชาร์จอิเล็กโทรดให้มีสถานะหลายสถานะและดูว่าสภาพแวดล้อมตอบสนองต่อการชาร์จนี้อย่างไร” Tabor กล่าว นักวิจัยสังเกตด้วยตาเปล่าด้วยตาเปล่าว่าแคโทดของแบตเตอรี่ทำงานได้ดีขึ้นเมื่อมีเกลือบางชนิดหรือไม่ โดยวัดปริมาณน้ำและเกลือที่ไหลเข้าสู่แบตเตอรี่ขณะที่มันทำงาน "เราทำเพื่ออธิบายสิ่งที่ได้รับการสังเกตจากการทดลอง" เขากล่าว “ตอนนี้ เราต้องการขยายการจำลองของเราไปยังระบบในอนาคต เราจำเป็นต้องให้ทฤษฎีของเราได้รับการยืนยันว่าอะไรคือแรงที่ผลักดันการฉีดน้ำและตัวทำละลายแบบนั้น “ด้วยเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานใหม่นี้ เป็นการผลักดันให้เกิดแบตเตอรี่ที่ปราศจากลิเธียม

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62734.php