Кытай Фән һәм Технология Университетында (USTC) профессор ЧЕН Вей җитәкчелегендәге тикшеренү төркеме водород газын анод буларак куллана торган яңа химик батарея системасын кертте. Тикшеренү басылып чыктыAngewandte Chemie International Edition.
Водород (Н.2) уңайлы электрохимик үзлекләре аркасында тотрыклы һәм чыгымлы эффектив яңартыла торган энергия ташучы буларак игътибарын җәлеп итте. Ләкин, традицион водород нигезендәге батарейкалар H куллана2катод буларак, аларның көчәнеш диапазонын 0,8-1,4 В чикли һәм гомуми энергия саклау сыйфатын чикли. Чикләнүне җиңәр өчен, тикшеренү төркеме яңа ысул тәкъдим итте: H куллану2энергия тыгызлыгын һәм эш көчәнешен сизелерлек арттыру өчен анод буларак. Анит кебек литий металл белән парлашканда, батарея гаҗәеп электрохимик күрсәткеч күрсәтте.
Li - H батарея схемасы. (USTC рәсеме)
Тикшерүчеләр Li-H батарея системасы прототибын эшләделәр, литий металл анод, водород катоды булып хезмәт итүче платина белән капланган газ диффузия катламы һәм каты электролит (Li)1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, яки LATP). Бу конфигурация литий ионын эффектив транспорт белән тәэмин итә, теләмәгән химик үзара бәйләнешне киметә. Тест үткәреп, Li-H батареясы теоретик энергия тыгызлыгын 2825 Вт / кг күрсәтте, 3В тирәсендә тотрыклы көчәнешне саклап калды. Өстәвенә, ул 99,7% га әйләнеп кайту эффективлыгына иреште, бу зарядлау һәм җибәрү циклында минималь энергия югалтуын күрсәтә, шул ук вакытта озак вакытлы тотрыклылыкны саклый.
Алга таба чыгым-эффективлыкны, куркынычсызлыкны һәм җитештерүнең гадилеген яхшырту өчен, команда анодсыз Li-H батареясын эшләде, бу алдан куелган литий металл ихтыяҗын бетерә. Киресенчә, батарея литий тозларыннан (LiH) саклый2PO4һәм LiOH) зарядлау вакытында электролитта. Вариант Li-H стандарт батареяның өстенлекләрен саклый, өстәмә өстенлекләр кертә. Бу литийны эффектив каплау һәм Куломбик эффективлыгы (CE) 98,5% тәшкил итә. Моннан тыш, ул хәтта аз водород концентрацияләрендә дә тотрыклы эшли, югары басымлы H₂ саклауга ышанычны киметә. Тыгызлык функциональ теориясе (DFT) симуляцияләре кебек исәпләү модельләштерү литий һәм водород ионнарының батарея электролитында ничек хәрәкәт итүен аңлау өчен башкарылды.
Li-H батарея технологиясендәге бу алга китеш энергия саклау чишелешләре өчен яңа мөмкинлекләр бирә, потенциаль кушымталар яңартыла торган энергия челтәрләрен, электр машиналарын һәм хәтта аэрокосмик технологияләрне үз эченә ала. Гадәттәге никель-водород батарейкалары белән чагыштырганда, Li-H системасы көчәйтелгән энергия тыгызлыгын һәм эффективлыгын тәэмин итә, һәм аны киләсе буын энергия саклау өчен көчле кандидат итә. Анодсыз версия кыйммәтрәк һәм масштаблы водород нигезендәге батарейкалар өчен нигез сала.
Кәгазь сылтама:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Чжэн Зихонг язган, WU uyянг редакторы)
Пост вакыты: 12-2025 март