E Fuerschungsteam ënnert der Leedung vum Prof. CHEN Wei vun der University of Science and Technology of China (USTC) huet en neit chemescht Batteriesystem agefouert, dat Waasserstoffgas als Anode benotzt. D'Studie gouf am ... publizéiert.Angewandte Chemie International Edition.
Waasserstoff (H2) huet wéinst senge gënschtegen elektrochemesche Eegeschaften Opmierksamkeet als stabile a käschtegënschtege erneierbaren Energieträger gewonnen. Wéinst senge gënschtegen elektrochemesche Eegeschafte benotzen traditionell Waasserstoffbatterien haaptsächlech H₂2als Kathod, wat hire Spannungsberäich op 0,8–1,4 V beschränkt an hir Gesamtenergiespäicherkapazitéit limitéiert. Fir dës Limitatioun ze iwwerwannen, huet d'Fuerschungsteam eng nei Approche virgeschloen: d'Benotzung vun H2als Anode fir d'Energiedicht an d'Aarbechtsspannung däitlech ze verbesseren. A Kombinatioun mat Lithiummetall als Anode huet d'Batterie eng aussergewéinlech elektrochemesch Leeschtung gewisen.
Schema vun der Li−H Batterie. (Bild vum USTC)
D'Fuerscher hunn e Prototyp vun engem Li-H Batteriesystem entwéckelt, deen eng Lithiummetallanode, eng platinbeschichtete Gasdiffusiounsschicht, déi als Waasserstoffkathode déngt, an en festen Elektrolyt (Li) enthält.1.3Al0,3Ti1.7(Bestellungsorder4)3, oder LATP). Dës Konfiguratioun erméiglecht en effizienten Lithium-Ionen-Transport a gläichzäiteg miniméiert ongewollt chemesch Interaktiounen. Duerch Tester huet d'Li-H Batterie eng theoretesch Energiedicht vun 2825 Wh/kg gewisen, mat enger konstanter Spannung vu ronn 3V. Zousätzlech huet si eng bemierkenswäert Ronn- a Réckrees-Effizienz (RTE) vun 99,7% erreecht, wat op e minimale Energieverloscht während den Op- an Entladezyklen hiweist, wärend d'laangfristeg Stabilitéit erhale bleift.
Fir d'Käschteeffizienz, d'Sécherheet an d'Einfachheet vun der Produktioun weider ze verbesseren, huet d'Team eng anodenfräi Li-H Batterie entwéckelt, déi de Besoin fir virinstalléiert Lithiummetall eliminéiert. Amplaz gëtt Lithium aus Lithiumsalzer (LiH) ofgesat.2PO4an LiOH) am Elektrolyt beim Oplueden. Dës Versioun behält d'Virdeeler vun der Standard Li-H Batterie a bréngt awer weider Virdeeler mat sech. Si erméiglecht eng effizient Lithium-Plattform an -Stripping mat engem Coulomb-Effizienz (CE) vun 98,5%. Ausserdeem funktionéiert si stabil och bei niddrege Waasserstoffkonzentratiounen, wouduerch d'Ofhängegkeet vun der H₂-Späicherung ënner héijem Drock reduzéiert gëtt. Berechnungsmodelléierung, wéi z. B. DFT-Simulatiounen (Density Functional Theory), goufen duerchgefouert fir ze verstoen, wéi Lithium- an Waasserstoffionen sech am Elektrolyt vun der Batterie beweegen.
Dësen Duerchbroch an der Li-H Batterietechnologie bitt nei Méiglechkeete fir fortgeschratt Energiespeicherléisungen, mat potenziellen Uwendungen, déi erneierbar Energienetzer, Elektroautoen a souguer Loftfaarttechnologie ëmfaassen. Am Verglach mat konventionelle Nickel-Waasserstoff-Batterien liwwert de Li-H System eng verbessert Energiedicht an Effizienz, wat et zu engem staarke Kandidat fir d'Energiespeicherung vun der nächster Generatioun mécht. Déi anodenfräi Versioun leet d'Grondlag fir méi käschteeffizient a skalierbar Waasserstoffbaséiert Batterien.
Pabeierlink:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Geschriwwen vum ZHENG Zihong, Editéiert vum WU Yuyang)
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 12. Mäerz 2025