Ученые нашли большую емкость хранения в батареях на водной основе
Ученые нашли большую емкость хранения в батареях на водной основе.
Ученые Техасского университета A&M работают с безметаллическими электродами на водной основе, и они обнаруживают, что разница в емкости накопления энергии составляет до 1000%.
Как работают водяные батареи
В статье ученых, опубликованной в Nature Materials на этой неделе, батареи на водной основе состоят из катода - отрицательно заряженного электрода; анод - положительно заряженный электрод; и электролит, как традиционные батареи. Но в этой водной батарее катоды и аноды представляют собой полимеры, которые могут накапливать энергию, а электролит представляет собой воду, смешанную с органическими солями.
Электролит переносит ионы - несущие заряд частицы - туда и обратно между катодом и анодом, и электролит также является ключом к накоплению энергии посредством его взаимодействия с электродом.
Профессор химической инженерии и соавтор д-р Джоди Люткенгауз утверждает:
Если электрод слишком сильно набухает во время циклирования, то он не может проводить электроны очень хорошо, и вы теряете все рабочие характеристики.
Я считаю, что существует 1000% разница в емкости накопления энергии, в зависимости от выбора электролита из-за эффектов набухания.
Согласно их статье, электроды - «окислительно-активные несопряженные радикальные полимеры» - являются перспективными кандидатами для батарей на водной основе из-за высокого напряжения разряда полимеров и быстрой кинетики окислительно-восстановительных полимеров.
Тем не менее, исследователи отмечают в реферате своей статьи:
мало что известно относительно механизма накопления энергии этих полимеров в водной среде. Сама реакция сложна и трудна для разрешения из-за одновременного переноса электронов, ионов и молекул воды.
Будущее водных батарей
Исследователи предполагают, что батареи на водной основе могут уменьшить потенциальный дефицит металлов, таких как кобальт и литий, а также устранить потенциал возгорания батарей.
Люткенгауз продолжал:
Не было бы больше возгорания батареи, потому что она основана на воде.
В будущем, если прогнозируется дефицит материалов, цена литий-ионных батарей будет расти. Если у нас есть эта альтернативная батарея, мы можем обратиться к этой химии, где поставки гораздо более стабильны, потому что мы можем производить их здесь, в Соединенных Штатах, и материалы, чтобы сделать их здесь.
Исследователи также провели вычислительное моделирование и анализ, и они проведут дальнейшее моделирование, чтобы лучше понять теорию.
Доцент по химии и соавтор доктор Дэниел Табор сказал:
Благодаря этой новой технологии накопления энергии, это толчок к безлитиевым батареям. У нас есть лучшее молекулярное представление о том, что заставляет некоторые электроды батареи работать лучше, чем другие, и это дает нам убедительные доказательства того, куда идти дальше в дизайне материалов.
Ссылка на источник:https://electrek.co/2023/03/31/storage-capacity-water-based-batteries/