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/