Një ekip kërkimor i udhëhequr nga Prof. CHEN Wei në Universitetin e Shkencës dhe Teknologjisë të Kinës (USTC) ka prezantuar një sistem të ri baterish kimike që përdor gazin e hidrogjenit si anodë. Studimi u botua në...Angewandte Chemie International Edition.
Hidrogjeni (H2) ka fituar vëmendjen si një bartës i qëndrueshëm dhe me kosto efektive i energjisë së rinovueshme për shkak të vetive të tij të favorshme elektrokimike. Megjithatë, bateritë tradicionale me bazë hidrogjeni përdorin kryesisht H2si katodë, e cila kufizon diapazonin e tensionit të tyre në 0.8–1.4 V dhe kufizon kapacitetin e tyre të përgjithshëm të ruajtjes së energjisë. Për të kapërcyer kufizimin, ekipi i kërkimit propozoi një qasje të re: duke përdorur H2si anodë për të rritur ndjeshëm dendësinë e energjisë dhe tensionin e punës. Kur u çiftëzua me litium metalik si anodë, bateria shfaqi performancë të jashtëzakonshme elektrokimike.
Skema e baterisë Li-H. (Imazhi nga USTC)
Studiuesit projektuan një sistem prototipi baterish Li-H, duke përfshirë një anodë metalike litiumi, një shtresë difuzioni gazi të veshur me platin që shërben si katodë hidrogjeni dhe një elektrolit të ngurtë (Li...1.3Al0.3Ti1.7(PO)4)3, ose LATP). Ky konfigurim lejon transport efikas të joneve të litiumit duke minimizuar ndërveprimet kimike të padëshiruara. Përmes testimit, bateria Li-H demonstroi një dendësi teorike energjie prej 2825 Wh/kg, duke ruajtur një tension të qëndrueshëm prej rreth 3V. Përveç kësaj, ajo arriti një efikasitet të jashtëzakonshëm vajtje-ardhje (RTE) prej 99.7%, duke treguar humbje minimale të energjisë gjatë cikleve të karikimit dhe shkarkimit, duke ruajtur njëkohësisht stabilitetin afatgjatë.
Për të përmirësuar më tej efikasitetin e kostos, sigurinë dhe thjeshtësinë e prodhimit, ekipi zhvilloi një bateri Li-H pa anodë që eliminon nevojën për metal litiumi të parainstaluar. Në vend të kësaj, bateria depoziton litium nga kripërat e litiumit (LiH2PO4dhe LiOH) në elektrolit gjatë karikimit. Versioni ruan avantazhet e baterisë standarde Li-H, duke sjellë përfitime shtesë. Ai mundëson veshjen dhe zhveshjen efikase të litiumit me një efikasitet kulombik (CE) prej 98.5%. Për më tepër, funksionon në mënyrë të qëndrueshme edhe në përqendrime të ulëta të hidrogjenit, duke zvogëluar mbështetjen në ruajtjen e H₂ me presion të lartë. Modelimi kompjuterik, siç janë simulimet e Teorisë Funksionale të Dendësisë (DFT), u kryen për të kuptuar se si lëvizin jonet e litiumit dhe hidrogjenit brenda elektrolitit të baterisë.
Ky përparim në teknologjinë e baterive Li-H paraqet mundësi të reja për zgjidhje të përparuara të ruajtjes së energjisë, me aplikime potenciale që përfshijnë rrjetet e energjisë së rinovueshme, automjetet elektrike dhe madje edhe teknologjinë hapësinore. Krahasuar me bateritë konvencionale nikel-hidrogjen, sistemi Li-H ofron dendësi dhe efikasitet të përmirësuar të energjisë, duke e bërë atë një kandidat të fortë për ruajtjen e energjisë të gjeneratës së ardhshme. Versioni pa anodë hedh themelet për bateri më të përballueshme dhe më të shkallëzueshme me bazë hidrogjeni.
Lidhja e dokumentit:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Shkruar nga ZHENG Zihong, redaktuar nga WU Yuyang)
Koha e postimit: 12 Mars 2025