NSF Haberler

Şarj edilebilir sulu çinko pillerin nasıl çalıştığını anlamak

Araştırmacılar, güvenlik, düşük maliyet ve çevresel sürdürülebilirlik vaat eden şarj edilebilir çinko-mangan dioksit pillerin şebeke depolama uygulamaları için uygun bir seçenek haline getirilebileceğini umuyorlar. mühendisler Illinois Chicago Üniversitesi ve meslektaşları, bu tür pillerdeki atomistik şarj ve deşarj mekanizmasını belirlediler.

Araştırmacılar bu sonuca, çinko anodun pil sistemindeki manganez katot ile nasıl çalıştığını daha yakından incelemek için gelişmiş elektron mikroskobu, elektrokimyasal deneyler ve teorik hesaplamalardan yararlandıktan sonra ulaştılar.

bulguları ABD Ulusal Bilim Vakfı-desteklenen çalışma rapor edilmiştir Doğa Sürdürülebilirliği.

“Çinko ve manganez, yüksek kaliteli sürdürülebilir piller için ayrı ayrı çok uygun özelliklere sahiptir; ancak, tam bir sistemde eşleştirildiğinde, bunların ara bağlantısı – yeniden şarj edilebilirlikleri – tartışmalıdır ve bazı yeni araştırmalar, manganez dioksitte çinko ekleme ve ayırmanın sorumlu olduğunu öne sürmektedir. Hücrelerin yeniden şarj edilebilirliği, “dedi çalışma baş yazarı UIC’den Reza Shahbazian-Yassar.

“Bu çalışmayla, çinkonun manganez dioksite yeniden sokulduğuna dair mikroskobik bir kanıt olmadığını gösterdik ve daha önce yeniden yüklenmenin göstergeleri olduğu düşünülen şeyin, çinkoya değil, manganeze pozitif yüklü hidrojen iyonlarının sokulmasından kaynaklandığını gösterdik.”

Araştırmacılar deneylerinde sulu çinko-mangan dioksit hücreleri oluşturdular ve bunları 100’den fazla döngüde test ettiler. Reaksiyonların atomik seviyedeki görüntülerini yakalamak için elektron mikroskobu kullanırken deneylerde pilleri boşalttılar ve yeniden şarj etmeye çalıştılar.

Shahbazian-Yassar, “Mangan dioksitin tünel yapılarındaki hasardan hidrojenin sorumlu olduğunu ve pilin yeniden şarj olma potansiyelini daha da azalttığını gördük.” Dedi. “Bu deneylerle elde ettiğimiz bilgiler, çinko-mangan pilinin mekanizmalarına ilişkin önemli atomik kavrayışları ortaya koyuyor. Artık hücre düzeyinde neler olduğunu bildiğimize göre, daha iyi stratejiler bulmak için bir pusulamız var.”

Shahbazian-Yassar, farklı hücre yapılarının sistemi çinko ekleme veya belki de hidrojen protonlarını kullanma stratejileri için daha uygun hale getirebileceğini söyledi.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir