Bu harika mı? Tersinir kimya, daha güvenli pillerin yolunu açacaktır!
Maryland Üniversitesi'ndeki (UMD) ve ABD Ordusu Araştırma Laboratuvarı'ndaki (ARL) araştırmacılar, yüksek enerjili pillerin geliştirilmesinde önemli bir adım attılar. Katot üzerinde yeni kimyasal dönüşümler gerçekleştirerek tuzlu su pilinin performansını artırdılar. Araştırmacılar, 2015 yılında Science'da yayınlanan tuz içinde su elektrolitinin keşfine dayanarak yeni bir katot ekledi. Bu yeni tip katot malzemesi geçiş metallerinden yoksundur, ortalama 4,2 volt çalışma potansiyeline sahiptir, iyi bir döngü kararlılığına sahiptir ve benzeri görülmemiş bir enerji yoğunluğu sağlar.Sulu olmayan lityum iyon pillerle karşılaştırılabilir ve hatta daha yüksek olabilir. Yeni araştırma sonuçları 20199 Mayıs 2015 tarihinde "Nature" dergisinde yayınlandı.
Kanada'daki Dalhousie Üniversitesi'nden Profesör Jeffrey Dahn şunları söyledi: Maryland Üniversitesi ve Ordu Araştırma Laboratuvarı'ndaki araştırma şimdiye kadar gördüğüm en yenilikçi yeni pil kimyasını üretti. Ancak en az 10 yıllık bir süre içinde uzun ömürlü bir pil üretilebilir Pratik ekipman görülmeye devam ediyor. Ekip, grafit yapıya tersine çevrilebilir halojen eklemeyi ve ultra konsantre su elektrolitlerinin kullanımını kullanarak, önceden imkansız olduğu düşünülen enerji yoğunluklarını üretti. Araştırmacılar, tuzlu su pilinin süper konsantre çözeltisinin, grafit anotun pilin içindeki koruyucu tabakayı otomatik olarak oluşturma ve yeniden düzenleme yeteneği ile birleştiğinde, pili kararlı, dayanıklı ve yüksek enerjili hale getirdiğini buldular.
Makalenin ilk yazarlarından biri olan UMD'nin Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği Bölümü'nde yardımcı bilim adamı olan Yang Chongyin şunları söyledi: Bu yeni katot kimyası, daha önce geliştirdiğimiz "tuzlu su" su elektrolitinde çok iyi çalışıyor. Sulu olmayan sistemlerin yüksek enerji yoğunluğunu su sistemlerinin yüksek güvenliğiyle birleştirir. Makalenin ilk yazarlarından biri ve Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği Bölümünde bir araştırmacı olan Chen Ji şunları söyledi: Bu yeni tip "dönüşüm ekleme" kimyası, grafit ekleme reaksiyonlarının yüksek enerjisini ve mükemmel tersinirliğini miras alır. Aynı zamanda Kimya Bölümü ve Biyokimya Bölümü olarak görev yapan Profesör Chunsheng Wang liderliğindeki araştırma ekibi; ARL araştırmacısı Kang Xu; ARL bilim adamı Oleg Borodin, pili test edilebilir bir aşamaya getirdi:
Küçük bir düğmenin boyutu genellikle bir araştırma laboratuvarında bir test aracı olarak kullanılır. Pratik ve üretilebilir bir aküye genişletmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Bu çalışmada su bazlı pilin enerji çıkışı, yanıcı organik sıvılara dayalı sıradan cep telefonu pillerinin enerji yoğunluğundan% 25 daha yüksek, ancak daha güvenlidir. Bu yeni tip katot, gram başına 240 miliamperlik bir akıma dayanabilir ve bir saat boyunca çalışabilir; bu, genel olarak cep telefonlarında ve dizüstü bilgisayarlarda bulunan katot akımının yaklaşık iki katıdır. Su içeren tuzlu piller nihayetinde kilovat veya megawatt düzeyinde yüksek enerjili uygulamalar için veya uçaklar, deniz gemileri veya uzay araçları için yanıcı olmayan piller dahil olmak üzere pil güvenliği ve toksisitesinin ana endişeler olduğu alanlarda kullanılabilir.
