Một đợt sạc trước: Các kỹ thuật xen kẽ trước của chất mang giúp tăng hiệu suất pin thay thế
bởi University College London
Sơ đồ hiển thị các tác động của việc thay đổi kích thước và mật độ điện tích của các loài xen kẽ trước, cùng với các hiệu ứng pha tạp. Nguồn: eScience (2023). DOI: 10.1016/j.esci.2023.100183
Khi nhu cầu lưu trữ năng lượng đa dạng hơn, những hạn chế về nguồn cung cấp lithium thúc đẩy sự chuyển dịch sang các công nghệ thay thế. Pin natri, kali, magiê và kẽm-ion nổi lên như những ứng cử viên đầy hứa hẹn, nhưng phải đối mặt với những thách thức về dung lượng, tốc độ sạc-xả và độ ổn định. Bối cảnh này nhấn mạnh nhu cầu về các phương pháp tiếp cận sáng tạo như xen kẽ trước của chất mang để nâng cao hiệu suất điện hóa của vật liệu điện cực.
Các nhà nghiên cứu từ Khoa Hóa học của Đại học College London đã có những bước tiến đáng kể trong công nghệ pin với nghiên cứu của họ được công bố trên eScience, nghiên cứu này đi sâu vào quá trình xen kẽ trước của chất mang, cung cấp đánh giá toàn diện về cách phương pháp này tối ưu hóa vật liệu điện cực cho pin thế hệ tiếp theo.
Nghiên cứu phân tích toàn diện hiệu quả của xen kẽ trước chất mang trong việc cải thiện vật liệu điện cực cho các công nghệ pin thay thế. Các kỹ thuật như xen kẽ trước bằng hóa học và điện hóa được khám phá vì khả năng đưa các ion có lợi vào cấu trúc điện cực, mở rộng khoảng cách giữa các lớp và cải thiện khả năng khuếch tán ion và độ dẫn điện. Những sửa đổi này kéo dài đáng kể độ ổn định và tuổi thọ của pin ion natri, kali, magiê và kẽm.
Tiến sĩ Yang Xu, đồng tác giả của nghiên cứu, tuyên bố: "Phương pháp tiếp cận này không chỉ giải quyết những thiếu sót nội tại của pin không phải lithium mà còn phù hợp với các mục tiêu phát triển bền vững toàn cầu bằng cách giảm sự phụ thuộc vào lithium, loại pin ngày càng khan hiếm và đắt đỏ".
Ý nghĩa của nghiên cứu này rất sâu sắc và có thể thúc đẩy sự phát triển của các hệ thống lưu trữ năng lượng bền vững hơn. Bằng cách tăng cường khả năng tồn tại của pin natri, kali, magiê và kẽm-ion, việc xen kẽ trước chất mang có thể tạo điều kiện cho việc áp dụng rộng rãi hơn trong xe điện và lưu trữ lưới điện, do đó ảnh hưởng đến các chính sách năng lượng và động lực thị trường trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.
