Ang mga mapagkukunang nababagong enerhiya, tulad ng enerhiya ng hangin at solar, ay maaaring makatulong na mabawasan ang pagpapakandili ng mundo sa mga fossil fuel. Ngunit una, ang mga kumpanya ng enerhiya ay nangangailangan ng isang ligtas at magastos na paraan upang mag-imbak ng enerhiya para magamit sa paglaon. Maaaring gawin ito ng napakalaking baterya ng lithium-ion, ngunit nagdurusa sila sa mga isyu sa kaligtasan at limitadong kakayahang makuha ng lithium. Ang mga mananaliksik ay nag-uulat ngayon sa ACS ‘ Nano sulat gumawa ng isang prototype ng isang anode-free zinc-based na baterya na gumagamit ng murang, natural na mayamang materyales.
Ang mga baterya ng tubig na batay sa sink ay dati nang pinag-aralan para sa pag-iimbak ng enerhiya ng grid dahil sa kanilang kaligtasan at mataas na lakas ng enerhiya. Bilang karagdagan, ang mga materyales na ginamit upang gawin ang mga ito, sa likas na katangian ng maraming. Gayunpaman, ang mga bateryang zinc na binuo hanggang ngayon ay nangangailangan ng makapal na mga anode ng metal na zinc na naglalaman ng maraming halaga ng sink, na nagdaragdag ng gastos. Bilang karagdagan, ang mga anode ay madaling kapitan ng pagbuo ng dendrites – mala-kristal na mga protrusion ng zinc metal na idineposito sa anode habang nagcha-charge – na maaaring maging sanhi ng isang maikling circuit sa baterya. Nagtataka sina Yongpei Zhu, Yi Cui at Husam Alsharif kung kailangan talaga ng isang anode ng sink. Pagkuha ng inspirasyon mula sa mga nakaraang pag-aaral ng mga baterya ng lithium at sodium-metal na “walang mga anod,” nagpasya ang mga mananaliksik na gumawa ng isang baterya kung saan ang isang zeth-rich cathode ay ang tanging mapagkukunan para sa pag-galvanizing sa isang kasalukuyang kolektor ng tanso.
Anode baterya Zn – MnO2. May-akda: Nano Letters
Sa kanilang baterya, ang mga mananaliksik ay gumamit ng isang cathode na may manganese dioxide, na pre-intercalated nila ng mga zinc ion, isang may tubig na solusyon ng electrolyte zinc trifluoromethanesulfonate at isang kasalukuyang kolektor na gawa sa tanso foil. Sa panahon ng pagsingil, ang zinc metal ay inilalapat sa tanso foil, at sa panahon ng pagdiskarga ang metal ay naghihiwalay, naglalabas ng mga electron na nagpapagana ng baterya. Upang maiwasan ang pagbuo ng mga dendrite, pinahiran ng mga mananaliksik ang kolektor ng tanso na may isang layer ng mga carbon nanodisk. Ang layer na ito ay nag-ambag sa pare-parehong galvanizing, sa gayon pinipigilan ang pagbuo ng dendrites, at nadagdagan ang kahusayan ng galvanizing at stripping. Ang baterya ay nagpakita ng mataas na kahusayan, density at katatagan ng enerhiya, pinapanatili ang 62.8% na kapasidad pagkatapos ng 80 na pag-charge at paglabas ng mga cycle. Ang disenyo ng walang baterya na walang baterya ay nagbubukas ng mga bagong paggamit para sa mga baterya ng tubig na nakabatay sa sink sa mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya, sinabi ng mga mananaliksik.
Tulong: “Nang walang Zn – MnO anodes2 Baterya »Yongpei Zhu, Yi Cui at Husam N. Alsharif, Enero 20, 2021, Nano sulat.
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.0c04519
Ang mga may-akda ay nagtala ng pagpopondo mula sa King Abdullah University of Science and Technology.