Hytaýyň Ylym we Tehnologiýa Uniwersitetinde (USTC) professor CHEN Wei tarapyndan ýolbaşçylyk edilýän gözleg topary wodorod gazyny anod hökmünde ulanýan täze himiki batareýa ulgamyny hödürledi. Gözleg neşir edildiAngewandte Chemie halkara neşiri.
Wodorod (H.2) amatly elektrokimiki aýratynlyklary sebäpli durnukly we tygşytly täzelenip bilýän energiýa göterijisi hökmünde ünsi çekdi. Şeýle-de bolsa, adaty wodorod esasly batareýalar H-ni ulanýarlar2naprýa rangeeniýe diapazonyny 0.8–1.4 V çenli çäklendirýän we umumy energiýa saklaýyş kuwwatyny çäklendirýän katod hökmünde. Çäklendirmäni ýeňip geçmek üçin gözleg topary täze bir çemeleşmäni teklip etdi: H.2energiýa dykyzlygyny we iş naprýa .eniýesini ep-esli ýokarlandyrmak üçin anod hökmünde. Anod hökmünde litiý metal bilen jübütlenende, batareýa ajaýyp elektrohimiki öndürijiligi görkezýärdi.
Li - H batareýasynyň shemasy. (Surat USTC)
Gözlegçiler litiý metal anodyny, wodorod katody bolup hyzmat edýän platina bilen örtülen gaz diffuziýa gatlagyny we gaty elektrolit (Li) öz içine alýan Li-H batareýa ulgamyny döretdiler.1.3Al0.3Ti1.7(PO)4)3ýa-da LATP). Bu konfigurasiýa, islenmeýän himiki täsirleri azaltmak bilen, litiý ionyny netijeli daşamaga mümkinçilik berýär. Synag arkaly, Li-H batareýasy 3V töweregi durnukly naprýa .eniýäni saklap, 2825 Wh / kg teoretiki energiýa dykyzlygyny görkezdi. Mundan başga-da, uzak möhletli durnuklylygy saklamak bilen zarýad bermek we zarýad bermek döwründe iň az energiýa ýitgisini görkezýän 99,7% ajaýyp gezelenç netijeliligini (RTE) gazandy.
Topar çykdajylaryň netijeliligini, howpsuzlygyny we önümçiligiň ýönekeýligini has-da gowulandyrmak üçin, öňünden gurlan litiý metalyň zerurlygyny aradan aýyrýan anodsyz Li-H batareýasyny döretdi. Munuň ýerine batareýa litiý duzlaryndan (LiH) litiý goýýar2PO4we LiOH) zarýad berlende elektrolitde. Wersiýa goşmaça artykmaçlyklar girizilende adaty Li-H batareýasynyň artykmaçlyklaryny saklaýar. Netijeli litiý örtügini we Coulombic netijeliligi (CE) 98.5% bilen süpürmäge mümkinçilik berýär. Mundan başga-da, pes wodorod konsentrasiýalarynda-da durnukly işleýär, ýokary basyşly H₂ ammaryna garaşlylygy azaldýar. Dykyzlyk funksiýa nazaryýeti (DFT) simulýasiýalary ýaly hasaplaýyş modelleri, batareýanyň elektrolitiniň içinde litiý we wodorod ionlarynyň nähili hereket edýändigine düşünmek üçin geçirildi.
Li-H batareýa tehnologiýasyndaky bu öňegidişlik, täzelenip bilýän energiýa torlaryny, elektrik ulaglaryny we hatda howa giňişligi tehnologiýasyny öz içine alýan öňdebaryjy energiýa saklaýyş çözgütleri üçin täze mümkinçilikleri hödürleýär. Adaty nikel-wodorod batareýalary bilen deňeşdirilende, Li-H ulgamy güýçlendirilen energiýa dykyzlygyny we netijeliligini üpjün edýär we ony indiki nesil energiýa saklamak üçin güýçli kandidat edýär. Anodsyz wersiýa has tygşytly we ulalýan wodorod esasly batareýalar üçin esas döredýär.
Kagyz baglanyşygy:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Awtory: ZHENG Zihong, WU uyaýan tarapyndan redaktirlendi)
Iş wagty: Mart-12-2025