Ang bagong teknolohiya ay nagpapabuti ng bagong henerasyon ng mga baterya ng tubig

Bagong teknolohiya upang mapagtagumpayan ang buhay ng mga baterya na may susunod na henerasyon na mga cell ng tubig.

Ang isang pangkat ng pagsasaliksik na pinangunahan ni Propesor Hi-Tak Kim ng Kagawaran ng Chemical at Biomolecular Engineering ay nakagawa ng mga baterya na maaaring ma-rechargeable na nakabatay sa sink na zinc / bromine (ZBB) na may pinakamahusay na pag-asa sa buhay sa lahat ng mga bateryang redox na iniulat sa paglutas ng lumalalang problema sa mga electrodes ng sink.

Si Propesor Kim, pinuno ng Center for Advanced Baterya KAISTSinabi ng Nuclear Fusion Research Institute: “Nagpakilala kami ng isang bagong teknolohiya upang mapagtagumpayan ang buhay ng mga susunod na henerasyon na baterya na pinapatakbo ng tubig. Hindi lamang ito mas mura kaysa sa maginoo na mga baterya ng lithium-ion, ngunit makakatulong din na mapalawak ang mga nababagong mapagkukunan ng enerhiya at masiguro ang mga sistema ng supply ng enerhiya. na maaaring gumana nang may higit sa 80 porsyento na kahusayan. “

Napag-alaman na ang ZBBs ay mayroong matatag na habang-buhay na higit sa 5,000 mga siklo kahit na sa mataas na kasalukuyang mga density ng 100 mA / cm2. Kinumpirma rin na kinakatawan ang pinakamataas na ani at habang-buhay habang inihahambing sa mga madalian na baterya ng Redox (RFB) na iniulat sa buong mundo, na gumagamit ng iba pang mga pares ng redox tulad ng zinc bromine, zinc iodine, zinc iron at vanadium.

Kamakailan lamang, higit na pansin ay nakatuon sa sistema ng pag-iimbak ng enerhiya (ESS), na maaaring mapabuti ang kahusayan ng enerhiya sa pamamagitan ng pag-iimbak ng bago at huli na enerhiya ng gabi sa maraming dami at ibibigay ito sa grid kung kinakailangan upang madagdagan ang paulit-ulit na likas na katangian ng nababagong enerhiya at matugunan ang pinakamataas na pangangailangan ng kuryente.

Gayunpaman, ang mga baterya ng lithium-ion (LIB), na kasalukuyang pangunahing teknolohiya ng ESS, ay pinuna dahil sa hindi angkop para sa ESS, na nag-iimbak ng maraming halaga ng kuryente dahil sa likas na peligro ng sunog at sunog. Sa katunayan, sa Korea, sa 33 kaso ng ESS na gumagamit ng LIB, naganap ang mga aksidente sa sunog, at 35% ng lahat ng mga pag-install ng ESS ay tumigil. Tinatayang humantong sa higit sa 700 bilyong tagumpay.

Pagpipigil sa pagbuo ng zinc dendrites

Pagrepaso ng teknolohiya upang maiwasan ang pagbuo ng mga zinc dendrite sa pamamagitan ng isang defect na may mataas na density na carbon. May-akda: KAIST

Bilang isang resulta, ang mga RFB na nakabatay sa tubig ay nakakuha ng maraming pansin. Sa partikular, ang ZBB, na gumagamit ng ultra-mamahaling bromide (ZnBr2) bilang aktibong materyal, ay binuo para sa ESS mula pa noong 1970, at ang kanilang mga kalamangan ay mataas na boltahe ng cell, mataas na lakas ng enerhiya, at mababang gastos kaysa sa iba pang mga RFB. Gayunpaman, sa ngayon ang pagka-komersyo ng ZBB ay naantala dahil sa maikling haba ng buhay na sanhi ng mga electrodes ng sink. Sa partikular, ang hindi pantay na pag-uugali ng mga metal ng sink sa panahon ng pagsingil at paglabas sa panahon ng paglaki ng mga dendrite ay humahantong sa panloob na maikling circuit ng baterya, na nagpapapaikli sa buhay nito.

Sinabi ng pangkat ng pananaliksik na ang pagsasama-sama ng sarili ay nangyayari sa pamamagitan ng pagsasabog ng ibabaw ng sink ng zinc sa ibabaw ng isang mababang-ibabaw na carbon electrode, at natukoy na ang pagsasama-sama ng sarili ang pangunahing sanhi ng pagbuo ng mga dendrite ng sink sa pamamagitan ng simulasi ng computer batay sa mga mekanika ng kabuuan at micron electron transfer. Bilang karagdagan, napag-alaman na ang pagsasabog ng ibabaw ng zinc nuclei ay pinipigilan sa ilang mga istraktura ng kalapasan ng carbon, upang ang mga dendrite ay hindi nakuha.

Isang solong depekto sa trabaho kung saan ang isa ay carbon atomo ay tinanggal, nagpapalitan ng zinc nuclei at mga electron at malakas na nagbubuklod, sa gayon pinipigilan ang pagsasabog sa ibabaw at tinitiyak ang pare-parehong produksyon / paglago ng nukleyar. Ang pangkat ng pananaliksik ay inilapat sa mga ZBB carbon electrode na may isang istrakturang may kasamang mataas na density, na nakakamit ang mga katangian ng buhay na higit sa 5,000 mga siklo sa isang mataas na singil na kasalukuyang density (100 mA / cm2) na 30 beses sa LIB.

Inaasahan na ang teknolohiyang ESS na ito, na maaaring magbigay ng pribadong sektor ng malinis na kuryente, tulad ng nababagong enerhiya, kung saan ang ligtas at murang rechargeable na baterya ay maaaring mapatakbo nang mahabang panahon upang maakit ang pansin.

Sanggunian: “Nang walang aplikasyon ng dendritic electrodeposition ng Zn sanhi ng interatomic orbital hybridization ng Zn at carbon defects sa isang solong bakante para sa mga baterya ng tubig na nakabatay sa Zn”, Ju-Hyuk Li, Riyul Kim, Sukhyun Kim, Jiyun He, Yongqing Yong-kw -Oo Kim, Mayo 27, 2020, Enerhiya at ekolohiya.
DOI: 10.1039 / D0EE00723D

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang paglulunsad ng NASA Walnops rocket ay makikita sa East America

Mapa ng visibility ng Kinnet-X. Kredito: NASA A. Mission upang tuklasin ang transportasyon sa kalawakan gamit ang enerhiya a NASA Ang rocket na tunog...

Bakit kaya mahirap magamot ang COVID-19? Isang Komprehensibong Pagsuri sa Alam Namin

Lumalagong Mga Punto ng Katibayan ng Hindi Karaniwang Nakakahawang Profile Isang komprehensibong pagsusuri ng alam namin COVID-19 at kung paano ito gumagana ay nagmumungkahi na...

Nakikita ng NASA ang mga alon sa ibabaw ng dagat [Video]

Ang mga alon sa loob, o mga papasok na alon, ay maaaring umabot ng daan-daang mga paa sa ibaba ng ibabaw ng karagatan, ngunit...

Mga Kamangha-manghang Dinosauro na Naghahanap ng Kadiliman

Muling pagbuo ng Shuvuuia deserti artist. Kredito: Viktor Radermaker Ang maliit na dinosauro na nakatira sa disyerto ng Shuvuuia ay may natatanging paningin at...

Ang “Molecular glue” ay nagdaragdag ng kahusayan at ginagawang mas maaasahan ang pereskite solar cells sa paglipas ng panahon

Ginamit ng mga mananaliksik ang self-assemble na solong-layer na "molekular na pandikit" upang patigasin ang mga interface sa pereskite solar cells upang gawing mas...

Newsletter

Subscribe to stay updated.