Ekip, su bazlı pillerde büyük depolama kapasitesi buluyor

04 Nis 2023 (Nanowerk Haberleri) Texas A&M Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, metal içermeyen, su bazlı pil elektrotlarının depolama kapasitesinde %1,000'lik bir fark keşfettiler. Bu piller kobalt içeren lityum iyon pillerden farklıdır. Grubun metal içermeyen pilleri araştırma hedefi, kobalt ve lityumun dışarıdan temin edilmesi nedeniyle yerel tedarik zinciri üzerinde daha iyi kontrole sahip olmaktan kaynaklanıyor. Bu daha güvenli kimya aynı zamanda pil yangınlarını da önleyecektir. Kimya mühendisliği profesörü Dr. Jodie Lutkenhaus ve kimya yardımcı doçenti Dr. Daniel Tabor, lityum içermeyen piller hakkındaki bulgularını şu adreste yayınladı: Doğa Malzemeleri (“Metal içermeyen sulu enerji depolama elektrotları için konjuge olmayan radikal polimerlerde elektrolitin rolü”). Kimya mühendisliği profesörü Dr. Jodie Lutkenhaus ve kimya yardımcı doçenti Dr. Daniel Tabor, su bazlı pillerde önemli depolama kapasitesi keşfetti. (Resim: Texas A&M Engineering) Lutkenhaus, "Su bazlı olduğu için artık pil yangınları olmayacak" dedi. "Gelecekte malzeme kıtlığı öngörülüyorsa lityum iyon pillerin fiyatı çok artacak. Eğer bu alternatif bataryaya sahipsek, tedarikin çok daha istikrarlı olduğu bu kimyaya yönelebiliriz çünkü onları burada, Amerika Birleşik Devletleri'nde üretebiliriz ve bunları yapmak için gerekli malzemeler de buradadır." Lutkenhaus, sulu pillerin bir katot, elektrolit ve bir anottan oluştuğunu söyledi. Katotlar ve anotlar enerji depolayabilen polimerlerdir ve elektrolit, organik tuzlarla karıştırılmış sudur. Elektrolit, elektrotla etkileşimi yoluyla iyon iletiminin ve enerji depolamanın anahtarıdır. "Bir elektrot bisiklet sürerken çok fazla şişerse, elektronları çok iyi iletemez ve tüm performansı kaybedersiniz" dedi. "Şişme etkilerinden dolayı elektrolit seçimine bağlı olarak enerji depolama kapasitesinde %1,000'lik bir fark olduğuna inanıyorum." Makalelerine göre redoks aktif, konjuge olmayan radikal polimerler (elektrotlar), polimerlerin yüksek deşarj voltajı ve hızlı redoks kinetiği nedeniyle metal içermeyen sulu piller için umut verici adaylardır. Reaksiyon karmaşıktır ve elektronların, iyonların ve su moleküllerinin eşzamanlı transferi nedeniyle çözülmesi zordur. Makaledeki araştırmacılara göre, "Elektrokimyasal kuvars kristali mikro dengesini kullanarak çeşitli zaman ölçeklerinde dağılma izlemesi kullanarak değişen kao-/kozmotropik karaktere sahip sulu elektrolitleri inceleyerek redoks reaksiyonunun doğasını ortaya koyuyoruz". Tabor'un araştırma grubu deneysel çalışmaları hesaplamalı simülasyon ve analizle tamamladı. Simülasyonlar, yapının ve dinamiğin mikroskobik moleküler ölçekli resmine dair fikir verdi. "Teori ve deney genellikle bu materyalleri anlamak için birlikte çalışır. Bu yazıda hesaplamalı olarak yaptığımız yeni şeylerden biri, elektrotu aslında birden fazla şarj durumuna şarj etmek ve çevrenin bu şarja nasıl tepki verdiğini görmektir" dedi Tabor. Araştırmacılar, pil çalışırken pilin içine tam olarak ne kadar su ve tuz girdiğini ölçerek pil katotunun belirli türdeki tuzların varlığında daha iyi çalışıp çalışmadığını makroskobik olarak gözlemlediler. "Bunu deneysel olarak gözlemlenenleri açıklamak için yaptık" dedi. “Artık simülasyonlarımızı gelecekteki sistemlere genişletmek istiyoruz. Bu tür su ve solvent enjeksiyonunu yönlendiren kuvvetlerin neler olduğuna dair teorimizi doğrulamamız gerekiyordu. "Bu yeni enerji depolama teknolojisi, lityum içermeyen pillere doğru bir ilerleme anlamına geliyor.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62734.php