باتری جدید آلومینیومی رادیکال

باتری جدید آلومینیومی رادیکال نوید قدرت پایدار بیشتر را می دهد، محققان استرالیایی و چینی در حال کار بر روی ساخت اولین باتری رادیکال آلومینیومی غیر سمی در جهان هستند.

تیم هایی از دانشگاه فلیندرز در استرالیای جنوبی و دانشگاه علم فناوری ژجیانگ در چین در مقاله جدیدی که توسط مجله معتبر American Chemistry منتشر شده است، اولین مرحله از توسعه این باتری های جدید را گزارش کرده اند.

بیشتر باتری ها حاوی مواد خطرناکی هستند و در صورت دور ریختن در محل های دفن زباله یا بیرون ریختن در مکان های دیگر می توانند محیط را آلوده کنند. موادی مانند سرب، کادمیوم و جیوه می توانند انسان ها و حیوانات را مسموم کنند و خاک و آب را آلوده کنند و برای مدت طولانی در محیط باقی بمانند.

دکتر کای ژانگ، از دانشگاه علم فناوری ژجیانگ، و آزمایشگاه تحقیقاتی پروفسور ژونگفان جیا در دانشگاه فلیندرز، روی شیمی (الکترو) رادیکال‌های پایدار در الکترولیت اسید لوئیس (Al(Otf)3) و آزمایش باتری، همکاری کردند.

این تیم اولین طرح باتری‌های رادیکال آلومینیومی را توسعه دادند که از الکترولیت‌های مبتنی بر آب استفاده می‌کردند که در برابر آتش و هوا پایدار هستند و ولتاژ خروجی پایدار 1.25 ولت و ظرفیت 110 میلی‌آمپر ساعت گرم در 800 سیکل با تنها 0.028٪ ارائه می‌دهند.

پروفسور ژونگفان جیا، از کالج علوم و مهندسی دانشگاه فلیندرز، امیدوار است که از مواد زیست تخریب پذیر برای توسعه باتری های بسته نرم در آینده استفاده کند تا محصول ایمن و پایدار باشد.

پروفسور جیا می گوید: باتری های یون فلزی چند ظرفیتی، از جمله Al3+، Zn2+، یا Mg2+، از عناصر فراوان پوسته زمین استفاده می کنند و چگالی انرژی بسیار بالاتری نسبت به باتری های لیتیوم یونی (LIBs) ارائه می دهند.

به طور خاص، باتری‌های یون آلومینیومی (AIBs) توجه زیادی را به خود جلب می‌کنند زیرا آلومینیوم سومین عنصر فراوان (8.1٪) است که باعث می‌شود AIB‌ها به طور بالقوه یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی پایدار و کم‌هزینه باشند.

با این حال، یکی از چالش های اصلی برای AIB های فعلی، حرکت آهسته کمپلکس های یونی Al3+ است که منجر به AIB هایی با راندمان کاتد پایین می شود. پلیمرهای مزدوج آلی کاتدهایی برای AIB ها در حال ظهور هستند تا مشکل انتقال یون را برطرف کنند، اما عملکرد خروجی ولتاژ باتری آنها ضعیف است.

رادیکال‌های پایدار دسته‌ای از مولکول‌های آلی الکترواکتیو هستند که به طور گسترده در سیستم‌های مختلف باتری آلی استفاده می‌شوند. اولین مورد از این نوع توسط NEC® در سال 2012 تجاری شد.

آزمایشگاه جیا در دانشگاه فلیندرز قبلاً مواد رادیکالی برای LIBهای هیبریدی آلی، باتری‌های یون سدیم و باتری‌های تمام ارگانیک توسعه داده است. این مواد رادیکال هرگز در AIB ها به دلیل عدم درک واکنش (الکترو)شیمیایی آنها در الکترولیت ها استفاده نشده اند.

مرجع: عدم تناسب برگشت‌پذیر ناشی از اسید لوئیس TEMPO باتری‌های رادیکال آلومینیومی آبی را فعال می‌کند. توسط Shangxu Jiang، Yihui Xie، Yuan Xie، Li-Juan Yu، Xiaoqing Yan، Fu-Gang Zhao، Chanaka J. Mudugamuwa، Michelle. Zhongfan Jia و Kai Zhang، 23 ژوئن 2023، مجله انجمن شیمی آمریکا.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.