Pramonės naujienos

Ateities baterija? Naujoviška baterijų chemija revoliucionuoja cinko-oro bateriją

2021-06-16
TEMOS:
Baterijų technologija, energetika, Miunsterio universitetas, Baterijos
MÜNSTER UNIVERSITETAS 2021 m. Sausio 14 d



Inovatyvios cinko-oro baterijos chemijos pagrindas yra nešarminis vandeninis elektrolitas. Kreditas: WWU - MEET (Judith Kraft)

Tarptautinis mokslinių tyrimų bendradarbiavimas dėl tvarių ateities baterijų

Aukštos kokybės, ekologiškas, saugus ir tuo pat metu ekonomiškas: cinko-oro baterija yra patraukli ateities energijos kaupimo technologija.

Iki šiol įprasta cinko-oro baterija kovojo su dideliu cheminiu nestabilumu, o parazitinės reakcijos, atsiradusios naudojant šarminius elektrolitus, sukelia elektrocheminį negrįžtamumą. Remdamasi novatorišku, ne šarminiu, vandeniniu elektrolitu, tarptautinė tyrimų grupė, vadovaujama mokslininko dr. Wei Suno iš Miunsterio universiteto MEET akumuliatorių tyrimų centro, sukūrė naują baterijos chemiją cinko-oro baterijai, kuri įveikia ankstesnes technines kliūtis.

Mokslinė komanda žurnale „Science“ paskelbė išsamius savo tyrimo projekto, kuriame dalyvavo mokslininkai iš Fudano universiteto Šanchajuje, Mokslo ir technologijų universiteto Uhane, Merilendo universiteto ir JAV kariuomenės tyrimų laboratorijos, rezultatus.

Optimizuoti pagrindiniai cinko-oro akumuliatoriaus parametrai

„Mūsų novatoriškas, ne šarminis elektrolitas į cinko ir oro bateriją įtraukia anksčiau nežinomą grįžtamąjį cinko peroksido (ZnO2)/O2 chemiją“,-aiškina dr. Wei Sun. Palyginti su įprastai stipriais šarminiais elektrolitais, naujai sukurtas ne šarminis vandeninis elektrolitas, kurio pagrindą sudaro cinko trifluormetansulfonato druska, turi keletą esminių pranašumų: cinko anodas yra efektyviau naudojamas ir turi didesnį cheminį stabilumą bei elektrocheminį grįžtamumą. Tokiu būdu pagamintos pilnos cinko-oro baterijos gali ilgai veikti stabiliai 320 ciklų ir 1600 valandų aplinkos oro atmosferoje.

Šios ZnO2/O2 baterijos chemijos mechanizmas ir hidrofobinio trifluormetansulfonato anijono vaidmuo buvo sistemingai atskleisti, naudojant gerai suplanuotus elektrocheminius, analitinius metodus ir daugialypius modelius. Nustatytas padidėjęs energijos tankis dabar gali konkuruoti su šiuo metu rinkoje dominuojančia ličio jonų baterija.

„Cinko-oro baterija yra alternatyvi baterijų technologija, turinti tokius privalumus kaip ekologiškumas, didelis saugumas ir mažos išlaidos“,-pabrėžia „Sun“. „Šiai technologijai dar reikia tolesnių, intensyvių tyrimų ir optimizavimo prieš praktinį pritaikymą“
Nuoroda: „Įkraunama cinko-oro baterija, pagrįsta cinko peroksido chemija“, pateikė Wei Sun, Fei Wang, Bao Zhang, Mengyi Zhang, Verena Küpers, Xiao Ji, Claudia Theile, Peter Bieker, Kang Xu, Chunsheng Wang ir Martin Žiema, 2021 m. Sausio 1 d., Mokslas.
DOI: 10.1126/science.abb9554