Tim ta’ riċerka mmexxi mill-Prof. CHEN Wei fl-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija taċ-Ċina (USTC) introduċa sistema ġdida ta’ batteriji kimiċi li tutilizza l-gass tal-idroġenu bħala l-anodu. L-istudju ġie ppubblikat fir-rivistaAngewandte Chemie Edizzjoni Internazzjonali.
Idroġenu (H2) kiseb attenzjoni bħala trasportatur tal-enerġija rinnovabbli stabbli u kosteffettiv minħabba l-proprjetajiet elettrokimiċi favorevoli tiegħu. Madankollu, il-batteriji tradizzjonali bbażati fuq l-idroġenu primarjament jużaw H2bħala katodu, li jirrestrinġi l-firxa tal-vultaġġ tagħhom għal 0.8–1.4 V u jillimita l-kapaċità ġenerali tagħhom tal-ħażna tal-enerġija. Biex jegħleb il-limitazzjoni, it-tim tar-riċerka ppropona approċċ ġdid: l-użu ta' H2bħala l-anodu biex itejjeb b'mod sinifikanti d-densità tal-enerġija u l-vultaġġ tax-xogħol. Meta mqabbad mal-metall tal-litju bħala l-anodu, il-batterija wriet prestazzjoni elettrokimika eċċezzjonali.
Skematika tal-batterija Li−H. (Immaġni minn USTC)
Ir-riċerkaturi ddisinjaw prototip ta' sistema ta' batterija Li-H, li tinkorpora anodu tal-metall tal-litju, saff ta' diffużjoni tal-gass miksi bil-platinu li jservi bħala katodu tal-idroġenu, u elettrolit solidu (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, jew LATP). Din il-konfigurazzjoni tippermetti trasport effiċjenti tal-jone tal-litju filwaqt li timminimizza l-interazzjonijiet kimiċi mhux mixtieqa. Permezz tat-testijiet, il-batterija Li-H uriet densità teoretika tal-enerġija ta' 2825 Wh/kg, filwaqt li żammet vultaġġ stabbli ta' madwar 3V. Barra minn hekk, kisbet effiċjenza notevoli ta' round-trip (RTE) ta' 99.7%, li tindika telf minimu ta' enerġija waqt iċ-ċikli ta' ċċarġjar u ħatt, filwaqt li żammet stabbiltà fit-tul.
Biex tittejjeb aktar l-effiċjenza fl-ispejjeż, is-sikurezza u s-sempliċità tal-manifattura, it-tim żviluppa batterija Li-H mingħajr anodi li telimina l-ħtieġa għal metall tal-litju installat minn qabel. Minflok, il-batterija tiddepożita l-litju minn melħ tal-litju (LiH2PO4u LiOH) fl-elettrolit waqt l-iċċarġjar. Il-verżjoni żżomm il-vantaġġi tal-batterija Li-H standard filwaqt li tintroduċi benefiċċji addizzjonali. Tippermetti kisi u stripping effiċjenti tal-litju b'effiċjenza Coulombic (CE) ta' 98.5%. Barra minn hekk, topera b'mod stabbli anke f'konċentrazzjonijiet baxxi ta' idroġenu, u tnaqqas id-dipendenza fuq il-ħażna ta' H₂ bi pressjoni għolja. Immudellar komputazzjonali, bħal simulazzjonijiet tat-Teorija Funzjonali tad-Densità (DFT), sar biex jifhem kif il-joni tal-litju u tal-idroġenu jiċċaqalqu fl-elettrolit tal-batterija.
Dan l-avvanz fit-teknoloġija tal-batteriji Li-H jippreżenta opportunitajiet ġodda għal soluzzjonijiet avvanzati għall-ħażna tal-enerġija, b'applikazzjonijiet potenzjali li jkopru grilji tal-enerġija rinnovabbli, vetturi elettriċi, u anke teknoloġija aerospazjali. Meta mqabbla mal-batteriji konvenzjonali tan-nikil-idroġenu, is-sistema Li-H tipprovdi densità u effiċjenza tal-enerġija mtejba, u b'hekk issir kandidat qawwi għall-ħażna tal-enerġija tal-ġenerazzjoni li jmiss. Il-verżjoni mingħajr anodi tistabbilixxi l-pedament għal batteriji bbażati fuq l-idroġenu aktar kosteffettivi u skalabbli.
Link tal-Karta:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Miktub minn ZHENG Zihong, Editjat minn WU Yuyang)
Ħin tal-posta: 12 ta' Marzu 2025