Ẹgbẹ kan ti iwadii nipasẹ Ọjọgbọn CHEN Wei ni Ile-ẹkọ giga ti Imọ-jinlẹ ati Imọ-ẹrọ ti Ilu China (USTC) ti ṣafihan eto batiri kemikali tuntun kan eyiti o nlo gaasi hydrogen bi anode. Iwadi naa ni a tẹjade ninuAngewandte Chemie International Edition.
Hydrogen (H2) ti ni akiyesi bi iduroṣinṣin ati iye owo-doko ti o ni agbara isọdọtun agbara nitori awọn ohun-ini eletokemika ti o wuyi. Sibẹsibẹ, awọn batiri ti o da lori hydrogen ni akọkọ lo H2bi cathode, eyiti o ni ihamọ iwọn foliteji wọn si 0.8–1.4 V ati pe o ṣe opin agbara ibi-itọju agbara gbogbogbo wọn. Lati bori aropin naa, ẹgbẹ iwadii dabaa ọna aramada kan: lilo H2bi awọn anode lati significantly mu agbara iwuwo ati ṣiṣẹ foliteji. Nigbati a ba so pọ pẹlu irin litiumu bi anode, batiri naa ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe elekitiroki ailẹgbẹ.
Sikematiki ti batiri Li-H. (Aworan nipasẹ USTC)
Awọn oniwadi ṣe apẹrẹ eto batiri Li-H apẹrẹ kan, ti o ṣafikun anode irin litiumu kan, ipele itọjade gaasi ti a bo pẹlu Pilatnomu ti n ṣiṣẹ bi cathode hydrogen, ati elekitiroli to lagbara (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, tabi LATP). Iṣeto ni gba laaye gbigbe litiumu ion daradara lakoko ti o dinku awọn ibaraenisepo kemikali ti ko fẹ. Nipasẹ idanwo, batiri Li-H ṣe afihan iwuwo agbara imọ-jinlẹ ti 2825 Wh/kg, n ṣetọju foliteji iduroṣinṣin ti ayika 3V. Ni afikun, o ṣaṣeyọri iṣẹ ṣiṣe irin-ajo irin-ajo iyalẹnu kan (RTE) ti 99.7%, nfihan ipadanu agbara kekere lakoko gbigba agbara ati awọn akoko gbigba agbara, lakoko mimu iduroṣinṣin igba pipẹ.
Lati mu ilọsiwaju iye owo-ṣiṣe siwaju sii, ailewu ati ayedero iṣelọpọ, ẹgbẹ naa ṣe agbekalẹ batiri Li-H ti ko ni anode ti o yọkuro iwulo fun irin lithium ti a ti fi sii tẹlẹ. Dipo, batiri naa ṣe idogo litiumu lati awọn iyọ litiumu (LiH2PO4ati LiOH) ninu elekitiroti lakoko gbigba agbara. Ẹya naa ṣe idaduro awọn anfani ti batiri Li-H boṣewa lakoko ti o ṣafihan awọn anfani afikun. O jẹ ki dida litiumu daradara ati yiyọ kuro pẹlu ṣiṣe Coulombic kan (CE) ti 98.5%. Pẹlupẹlu, o ṣiṣẹ ni iduroṣinṣin paapaa ni awọn ifọkansi hydrogen kekere, idinku igbẹkẹle lori ibi ipamọ H₂ titẹ giga. Awoṣe oniṣiro, gẹgẹbi Awọn iṣeṣiro Iṣẹ iṣe iwuwo (DFT), ni a ṣe lati loye bii litiumu ati awọn ions hydrogen ṣe nlọ laarin elekitiroti batiri naa.
Aṣeyọri yii ni imọ-ẹrọ batiri Li-H ṣafihan awọn aye tuntun fun awọn solusan ipamọ agbara ilọsiwaju, pẹlu awọn ohun elo ti o ni agbara ti o gbooro awọn grids agbara isọdọtun, awọn ọkọ ina, ati paapaa imọ-ẹrọ aerospace. Ti a ṣe afiwe si awọn batiri nickel-hydrogen ti aṣa, eto Li-H n funni ni iwuwo agbara imudara ati ṣiṣe, ti o jẹ ki o jẹ oludije to lagbara fun ibi ipamọ agbara iran atẹle. Ẹya ti ko ni anode n gbe ipilẹ fun diẹ sii-doko ati awọn batiri orisun hydrogen ti iwọn.
Ọna asopọ iwe:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Ti a kọ nipasẹ ZHENG Zihong, Ṣatunkọ nipasẹ WU Yuyang)
Akoko ifiweranṣẹ: Mar-12-2025