Useful content

Vedci vyvinuli prototyp lítium-iónovej batérie s vodou ako elektrolytom

click fraud protection

Výskumný tím z Yokohamskej štátnej univerzity (Japonsko) predstavil verejnosti prototyp lítium-iónovej batérie, ktorá ako elektrolyt využíva obyčajnú vodu. Práve o tomto vývoji a jeho perspektívach do budúcnosti sa bude diskutovať v aktuálnom materiáli.

Vedci vyvinuli prototyp lítium-iónovej batérie s vodou ako elektrolytom

Prečo chcú lítium-iónové batérie neustále upgradovať?

Teraz je veľmi ťažké nájsť elektrický spotrebič, ktorý nepoužíva batérie. Klasické lítium-iónové batérie majú výbornú kapacitu a sú schopné vydržať veľké množstvo cyklov vybitia / nabíjania s minimálnou stratou pôvodnej kapacity.

Klasické batérie majú ale jeden podstatný nedostatok. Ak je puzdro batérie poškodené, použitý elektrolyt (vyrobený z organických rozpúšťadiel) je vysoko horľavý.

Japonskí vedci sa teda rozhodli odstrániť tento zjavný nedostatok nahradením elektrolytu obyčajnou vodou. A to sa im nakoniec aj podarilo.

Čo všetko dokáže prototyp lítium-iónovej batérie s vodou ako elektrolytom

V priebehu mnohých experimentov japonskí inžinieri zistili, že použitie oxidu molybdénu je anorganická zlúčenina zahŕňajúca kyslík v zápornej elektróde zaručuje dostatočne vysokú úroveň produktivity, úplne postačujúcu pre komerčné účely aplikácie.

instagram viewer

Aby sa úplne vylúčila samotná možnosť požiaru, inžinieri sa rozhodli použiť ako elektrolyt obyčajnú vodu. A aby sme zachovali efektivitu, museli sme popracovať aj na materiáloch elektród.

Charakteristika Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2. (A) Krivky nabíjania/vybíjania (bezvodý článok) pre štartovanie Li 9/7 Nb 2/7 Mo 3/7 O 2. (B) SOXPES spektrá hlavných hladín C1s a O1s vo vzorke pred a po namočení vo vode. (C) Krivky nabíjania/vybíjania Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 po namočení vo vode. (D) Röntgenové difrakčné (XRD) obrazce vzorky pred a po namáčaní vo vode a elementárne mapy röntgenovej spektroskopie (EDX) po namáčaní vo vode. Tiež je znázornené schematické znázornenie kryštálovej štruktúry LixNb2/7 Mo3/702 skonštruovanej pomocou programu VESTA (33). (E) Cyklické voltamogramy Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 v 21 m LiTFSA pri rýchlosti skenovania 0,2 mV s -1. Modrá zvislá čiara zobrazuje najnižší potenciálny limit dostupný pre vodný elektrolyt LiTFSA 21 m. (F) Cyklický voltamogramy Li1,05 Mn 1,95 O 4 a Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 v 21 m LiTFSA (plné čiary) a 1 M LiPF 6 / EC: DMC (prerušované čiary) resp.
Charakteristika Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2. (A) Krivky nabíjania/vybíjania (bezvodý článok) pre štartovanie Li 9/7 Nb 2/7 Mo 3/7 O 2. (B) SOXPES spektrá hlavných hladín C1s a O1s vo vzorke pred a po namočení vo vode. (C) Krivky nabíjania/vybíjania Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 po namočení vo vode. (D) Röntgenové difrakčné (XRD) obrazce vzorky pred a po namáčaní vo vode a elementárne mapy röntgenovej spektroskopie (EDX) po namáčaní vo vode. Tiež je znázornené schematické znázornenie kryštálovej štruktúry LixNb2/7 Mo3/702 skonštruovanej pomocou programu VESTA (33). (E) Cyklické voltamogramy Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 v 21 m LiTFSA pri rýchlosti skenovania 0,2 mV s -1. Modrá zvislá čiara zobrazuje najnižší potenciálny limit dostupný pre vodný elektrolyt LiTFSA 21 m. (F) Cyklický voltamogramy Li1,05 Mn 1,95 O 4 a Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 v 21 m LiTFSA (plné čiary) a 1 M LiPF 6 / EC: DMC (prerušované čiary) resp.

Výsledkom je funkčný prototyp lítium-iónovej batérie. Ďalšie testy ukázali, že po 2000 cykloch nabitia/vybitia sa kapacita prototypu znížila len o 30 % pôvodnej kapacity.

Zdá sa, že ide len o dokonalú lítium-iónovú batériu. Má to však len jednu nevýhodu – merná hmotnosť energie a prevádzkové napätie sú takmer dvakrát nižšie ako u klasických lítium-iónových batérií.

Kde sa dajú takéto batérie použiť?

Vedci naznačujú, že ich batérie s vodou ako elektrolytom môžu nájsť plnohodnotné komerčné využitie. Takže sa predpokladá, že takéto batérie môžu byť použité v skladovacích systémoch „zelených“ zdrojov energie.

Takéto batérie sa dajú dobre použiť aj vo verejnej elektrickej doprave a inej infraštruktúre, ktorá si nevyžaduje vytváranie vysokého napätia a špičkovú prevádzku.

No, počkáme si na uvoľnenie lítium-iónových batérií s vodou ako elektrolytom na široký trh. Ak sa vám materiál páčil, nezabudnite ho ohodnotiť a prihlásiť sa na odber kanála. Ďakujem za tvoju pozornosť!

Je možné uživiť z ich záhrady

Je možné uživiť z ich záhrady

V súvislosti s ďalšou hospodárskou krízou, rastúce ceny tovaru a výrobkov, mnohí majitelia príme...

Čítaj Viac

Ako sa chrániť pred kliešťami a komármi pomocou mravcov: časovo overená metóda

Ako sa chrániť pred kliešťami a komármi pomocou mravcov: časovo overená metóda

So začiatkom jari sa prebúdza vegetácia a kliešte sú aktívne. Tieto krviprevádzače sú najnebezpeč...

Čítaj Viac

Ako odstrániť skľučovadlo zo skrutkovača alebo vŕtačky - univerzálna metóda výmeny

Ako odstrániť skľučovadlo zo skrutkovača alebo vŕtačky - univerzálna metóda výmeny

Trvalo mi druhý deň, kým som z vŕtačky vybral starú kazetu, aby som ju mohol vymeniť za novú. Keď...

Čítaj Viac

Instagram story viewer