Много по-евтино и по-безопасно: учените откриха „воден“ заместител на литиево-йонните батерии
Композитният катализатор покачва продуктивността и предотвратява разрушаването на водните батерии, което ще разреши тяхното потребление на процедура, споделят изобретателите.
Учени от Корейския институт за просвета и технологии (KIST) оферират подмяна на рисковите и скъпи литиево-йонни акумулатори с водни аналози, които в бъдеще няма да им отстъпват по успеваемост. За това написа порталът Debrief.
Литиево-йонните акумулатори през днешния ден са най-разпространените на планетата, само че те са избухливи и много скъпи за промишлена приложимост, а добивът на първични материали е доста нездравословен за околната среда. Ето за какво ново проучване, извършено от доктор Si Hyun Oh и сътрудниците му от Изследователския център за предпазване на сила на Корейския институт за просвета и технологии (KIST), може да помогне за решаването на този проблем, с помощта на водните акумулатори.
Какво съставляват водните батерии?
Водните батерии в качеството на електролит употребяват разтвори на водна основа, за разлика от органичните разтворители, употребявани в обичайните литиево-йонни акумулатори. Тази структура прави батериите по-безопасни и по-икономични. По време на зарядно-разрядните цикли йоните се движат сред два електрода — катода и анода. В цинково-йонните акумулатори (тип ARB) металът цинк се придвижва към катода при разреждане и се връща към анода при зареждане.
Тези акумулатори, състоящи се от катод от манганов диоксид (MnO2) и железен анод от цинк (Zn) в едва киселинен електролит, са приети за почтени претенденти в качеството на опция на литиево-йонните акумулатори с ниска цена и високо равнище на сигурност.
Нерегулираният напредък на детритите и корозията на металните отлагания вътре в батерията към момента са главен проблем, който може да понижи нейната сигурност и продуктивност. Просто казано, когато металите в батерията се разпаднат, те отделят водород, което не е безвредно.
Изследователският екип на KIST реши този проблем посредством създаване на композитен катализатор, състоящ се от манганов диоксид и паладий. При естествени условия, мангановият диоксид не реагира с водородния газ. Въпреки това, когато се добави малко количество паладий, катализаторът елементарно всмуква водорода, регенерирайки го във водата. Това решение освен понижава вътрешното налягане, само че предотвратява и изчерпването на електролита, като по този метод подсигурява продуктивност и сигурност на батерията. В тяхната прототипна, оборудвана с новите катализатори, клетка, вътрешното налягане остава много под прага на сигурност, което потвърждава успеваемостта на сходен батерия за на практика приложения.
Какви са главните преимущества на водните батерии:
те са по-безопасни, заради електролита на водна основа, което понижава риска от пожар и експлозия; използват по-евтини материали, което евентуално понижава индустриалните разходи; много по-екологични са, заради огромното количество материали, които елементарно могат да бъдат рециклирани; традиционно са по-малко енергоемки, само че учените към този момент вземат решение този проблем; имат по-дълъг витален цикъл и по-малко разграждане с течение на времето.Наскоро ви, че китайски учени са покрай основаването на дълготрайни, висококапацитивни и евтини литиево-серни акумулатори. Това е повишило тяхната продължителност и в този момент устоят на над 1400 зарядно-разрядни цикъла.
