Tha sgioba rannsachaidh air a stiùireadh leis an Ollamh CHEN Wei aig Oilthigh Saidheans is Teicneòlais Shìona (USTC) air siostam bataraidh ceimigeach ùr a thoirt a-steach a bhios a’ cleachdadh gas haidridean mar an anod. Chaidh an sgrùdadh fhoillseachadh anns anDeasachadh Eadar-nàiseanta Chemie Angewandte.
Haidridean (H2) air aire fhaighinn mar ghiùlan lùtha ath-nuadhachail seasmhach agus cosg-èifeachdach air sgàth a fheartan dealan-cheimigeach fàbharach. Ach, bidh bataraidhean traidiseanta stèidhichte air haidridean a’ cleachdadh H₂ sa mhòr-chuid2mar chatòid, a chuireas bacadh air an raon bholtaids aca gu 0.8–1.4 V agus a chuireas bacadh air an comas stòraidh lùtha iomlan aca. Gus faighinn thairis air a’ chuingealachadh, mhol an sgioba rannsachaidh dòigh-obrach ùr: a’ cleachdadh H2mar an anod gus dùmhlachd lùtha agus bholtaids obrach a leasachadh gu mòr. Nuair a chaidh a chur còmhla ri meatailt lithium mar an anod, sheall am bataraidh coileanadh electroceimigeach air leth.
Dealbh sgemataig den bhataraidh Li−H. (Ìomhaigh le USTC)
Dhealbhaich an luchd-rannsachaidh prototype de shiostam bataraidh Li-H, anns an robh anod meatailt lithium, sreath sgaoilidh gas còmhdaichte le platanam a bha na chatod haidridean, agus electrolyte cruaidh (Li1.3Al0.3Ti1.7(Òrdugh Puist4)3, no LATP). Leigidh an rèiteachadh seo le còmhdhail èifeachdach ian lithium agus aig an aon àm a’ lughdachadh eadar-obrachaidhean ceimigeach nach eilear ag iarraidh. Tro dheuchainnean, sheall am bataraidh Li-H dùmhlachd lùtha teòiridheach de 2825 Wh/kg, a’ cumail bholtaids sheasmhach timcheall air 3V. A bharrachd air an sin, choilean e èifeachdas turas cruinn (RTE) iongantach de 99.7%, a’ nochdadh call lùtha glè bheag rè chuairtean cosgais is dì-luchdachadh, agus aig an aon àm a’ cumail seasmhachd fad-ùine.
Gus èifeachdas cosgais, sàbhailteachd agus sìmplidheachd saothrachaidh a leasachadh tuilleadh, leasaich an sgioba bataraidh Li-H gun anod a chuireas às don fheum air meatailt lithium ro-stàlaichte. An àite sin, bidh am bataraidh a’ tasgadh lithium bho shalainn lithium (LiH2PO4agus LiOH) anns an electrolyte rè cosgais. Tha buannachdan bataraidh Li-H àbhaisteach fhathast aig an dreach seo agus buannachdan a bharrachd ann cuideachd. Leigidh e le platadh is stialladh lithium a bhith èifeachdach le èifeachdas Coulombic (CE) de 98.5%. A bharrachd air an sin, bidh e ag obair gu seasmhach eadhon aig dùmhlachdan ìosal haidridean, a’ lughdachadh an eisimeileachd air stòradh H₂ fo chuideam àrd. Chaidh modaladh coimpiutaireachd, leithid atharrais Teòiridh Gnìomh Dlùths (DFT), a dhèanamh gus tuigse fhaighinn air mar a ghluaiseas ianan lithium agus haidridean taobh a-staigh electrolyte a’ bhataraidh.
Tha an adhartas seo ann an teicneòlas bataraidh Li-H a’ toirt cothroman ùra airson fuasglaidhean stòraidh lùtha adhartach, le tagraidhean a dh’ fhaodadh a bhith ann a’ dol thairis air lìonraidhean lùtha ath-nuadhachail, carbadan dealain, agus eadhon teicneòlas aerospace. An coimeas ri bataraidhean nicil-hydrogen àbhaisteach, tha an siostam Li-H a’ lìbhrigeadh dùmhlachd agus èifeachdas lùtha nas fheàrr, ga dhèanamh na thagraiche làidir airson stòradh cumhachd an ath ghinealaich. Tha an dreach gun anod a’ leagail a’ bhunait airson bataraidhean stèidhichte air hydrogen nas èifeachdaiche a thaobh cosgais agus nas sgèile.
Ceangal Pàipeir:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Sgrìobhte le ZHENG Zihong, Deasaichte le WU Yuyang)
Àm puist: 12 Màrt 2025