Nhà nghiên cứu nghiên cứu pin không có nguyên liệu thô quan trọng

Nhà nghiên cứu nghiên cứu pin không có nguyên liệu thô quan trọng

    Nhà nghiên cứu nghiên cứu pin không có nguyên liệu thô quan trọng
    của Hiệp hội Trung tâm Nghiên cứu Đức Helmholtz

    Batteries without critical raw materials
    Với kỹ thuật operando, có thể quan sát cách các ion solvat hóa tự nhúng vào điện cực batterie. Điều này có thể giúp phát triển các loại pin thay thế. Nhà cung cấp hình ảnh: G. A. Ferrero
    Thị trường pin sạc đang phát triển nhanh chóng nhưng nguồn nguyên liệu thô cần thiết lại hạn chế. Ví dụ, pin natri-ion có thể cung cấp một giải pháp thay thế. Một nhóm nghiên cứu chung từ HZB và Humboldt-Universität zu Berlin đã nghiên cứu sự kết hợp mới của dung dịch điện phân và vật liệu điện cực cho mục đích này.

    "Trái ngược với pin lithium-ion, dựa trên việc lưu trữ các ion lithium trong các điện cực âm và dương của pin, chúng tôi đang nghiên cứu một mặt với các ion natri, vì chúng cũng xuất hiện trong muối ăn rẻ tiền. mặt khác, chúng tôi lưu trữ các ion natri cùng với vỏ solvat của chúng, tức là các phân tử dung môi từ dung dịch điện phân tách hai điện cực ra. Điều này giúp chúng tôi có thể thực hiện các phản ứng lưu trữ hoàn toàn mới ", Giáo sư Philipp Adelhelm, người đứng đầu nhóm nghiên cứu giải thích. "phân tích pin operando" do Đại học Humboldt và Helmholtz-Zentrum Berlin đồng sáng lập vào năm 2020.

    Sự lưu trữ của các ion khi đi kèm với lớp vỏ solvat hóa của chúng trong mạng tinh thể được gọi là sự đồng xen phủ. Cho đến thời điểm này, khái niệm này chỉ giới hạn ở điện cực âm của pin natri-ion. Giờ đây, các nhà nghiên cứu xung quanh Adelhelm đã thành công trong việc mở rộng khái niệm về điện cực dương của pin.

    Tiến sĩ Guillermo A. Ferrero, tác giả đầu tiên của ấn phẩm, giải thích: "Với titan disulfide và graphite, lần đầu tiên chúng tôi đã kết hợp hai vật liệu hấp thụ và giải phóng cùng một dung môi trong quá trình sạc và xả pin."

    Các nhà khoa học có thể quan sát những thay đổi của vật liệu trong quá trình sạc và xả thông qua các phép đo operando được thực hiện trong Phòng thí nghiệm X-Ray Core tại HZB trên LIMAX 160. Điều này giúp họ chỉ định cơ chế đồng xen kẽ bên trong pin. Sau đó, họ có thể sử dụng kiến ​​thức mới này để nhận ra một loại pin có hai điện cực mà cả hai đều dựa vào sự đồng chuyển hóa có thể đảo ngược của các phân tử dung môi.

    Tiến sĩ Katherine A. Mazzio, HZB, giải thích: "Chúng tôi vẫn đang trong giai đoạn đầu tìm hiểu ý nghĩa của pin đồng xen kẽ. Nhưng có một vài lợi ích có thể có mà chúng tôi có thể hình dung". "Quá trình đồng xen phủ có thể cải thiện hiệu quả bằng cách cho phép hiệu suất nhiệt độ thấp tốt hơn. Nó cũng có thể được sử dụng để cải thiện các khái niệm tế bào thay thế như sử dụng các ion đa hóa trị thay vì lưu trữ Li + hoặc Na + đặc biệt nhạy cảm với vỏ solvat hóa . "

    Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Energy Materials.

    Zalo
    Hotline