Nhóm tìm thấy dung lượng lưu trữ lớn trong pin gốc nước

04 Tháng Tư, 2023 (Tin tức Nanowerk) Các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas A&M đã phát hiện ra sự khác biệt 1,000% về khả năng lưu trữ của các điện cực pin gốc nước, không chứa kim loại. Những loại pin này khác với pin lithium-ion có chứa coban. Mục tiêu nghiên cứu pin không chứa kim loại của nhóm bắt nguồn từ việc kiểm soát tốt hơn chuỗi cung ứng trong nước vì coban và lithium được gia công bên ngoài. Hóa chất an toàn hơn này cũng sẽ ngăn ngừa cháy pin. Giáo sư kỹ thuật hóa học, Tiến sĩ Jodie Lutkenhaus và trợ lý giáo sư hóa học, Tiến sĩ Daniel Tabor đã công bố những phát hiện của họ về pin không chứa lithium ở Vật liệu tự nhiên (“Vai trò của chất điện phân trong polyme gốc không liên hợp đối với điện cực lưu trữ năng lượng nước không chứa kim loại”). Giáo sư kỹ thuật hóa học Dr. Jodie Lutkenhaus và trợ lý giáo sư hóa học Dr. Daniel Tabor đã phát hiện ra khả năng lưu trữ đáng kể trong pin gốc nước. (Hình ảnh: Texas A&M Engineering) Lutkenhaus cho biết: “Sẽ không xảy ra cháy pin nữa vì nó hoạt động dựa trên nước”. “Trong tương lai, nếu dự báo thiếu nguyên liệu, giá pin lithium-ion sẽ tăng cao. Nếu chúng tôi có loại pin thay thế này, chúng tôi có thể chuyển sang lĩnh vực hóa học này, nơi có nguồn cung cấp ổn định hơn nhiều vì chúng tôi có thể sản xuất chúng tại Hoa Kỳ và nguyên liệu để sản xuất chúng đều có tại đây.” Lutkenhaus cho biết pin nước bao gồm cực âm, chất điện phân và cực dương. Cực âm và cực dương là các polyme có thể lưu trữ năng lượng và chất điện phân là nước trộn với muối hữu cơ. Chất điện phân là chìa khóa để dẫn ion và lưu trữ năng lượng thông qua các tương tác của nó với điện cực. Cô nói: “Nếu một điện cực phồng lên quá nhiều trong quá trình đạp xe thì nó không thể dẫn điện tốt và bạn sẽ mất toàn bộ hiệu suất”. “Tôi tin rằng có sự khác biệt 1,000% về khả năng lưu trữ năng lượng, tùy thuộc vào sự lựa chọn chất điện phân do hiệu ứng trương nở.” Theo bài báo của họ, các polyme (điện cực) có gốc tự do oxi hóa khử hoạt tính là những ứng cử viên đầy hứa hẹn cho pin nước không chứa kim loại vì điện áp phóng điện cao và động học oxi hóa khử nhanh của polyme. Phản ứng phức tạp và khó giải quyết vì có sự chuyển dịch đồng thời các điện tử, ion và phân tử nước. Theo các nhà nghiên cứu trong bài báo: “Chúng tôi chứng minh bản chất của phản ứng oxi hóa khử bằng cách kiểm tra các chất điện phân chứa nước có đặc tính chao-/kosmotropic khác nhau bằng cách sử dụng cân bằng vi lượng tinh thể thạch anh điện hóa với việc theo dõi sự tiêu tán trong một khoảng thời gian”. Nhóm nghiên cứu của Tabor đã bổ sung cho những nỗ lực thử nghiệm bằng mô phỏng và phân tích tính toán. Các mô phỏng đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về bức tranh ở quy mô phân tử cực nhỏ về cấu trúc và động lực học. “Lý thuyết và thực nghiệm thường phối hợp chặt chẽ với nhau để hiểu những tài liệu này. Một trong những điều mới mà chúng tôi thực hiện bằng máy tính trong bài báo này là chúng tôi thực sự sạc điện cực lên nhiều trạng thái điện tích và xem môi trường xung quanh phản ứng thế nào với quá trình sạc này,” Tabor nói. Các nhà nghiên cứu đã quan sát một cách vĩ mô xem cực âm của pin có hoạt động tốt hơn khi có một số loại muối nhất định hay không thông qua việc đo chính xác lượng nước và muối đi vào pin khi nó đang hoạt động. “Chúng tôi đã làm điều đó để giải thích những gì đã được quan sát bằng thực nghiệm,” ông nói. “Bây giờ, chúng tôi muốn mở rộng mô phỏng của mình cho các hệ thống trong tương lai. Chúng tôi cần xác nhận lý thuyết của mình về những lực đang thúc đẩy kiểu phun nước và dung môi đó. “Với công nghệ lưu trữ năng lượng mới này, đây là một bước tiến tới pin không chứa lithium.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62734.php