Австралийские исследователи создают новый катализатор могут заменять батареи цинка-воздуха

Новый тип катализатора, разработанный австралийскими исследователями, может открыть путь для батарейных батарей с цинком, и даже сделать технологию, применимой в установках сетки.

В настоящее время цинковые батареи являются новой многообещающей технологией, но до сих пор они крошечные и могут использоваться только в таких устройствах, как слуховые аппараты.

Тем не менее, исследователи Университета Монаш говорят, что они нашли способ добавить отдельные атомы кобальта и железа в качестве катализаторов, которые делают кислородные реакции быстрее и эффективнее. Это, в свою очередь, позволяет технологии быть заменой.

«Разработка кобальта и железа в качестве индивидуальных атомов на картине карбона, мы достигли рекордных результатов в батареях цинка, показывая, что возможно, когда катализаторы разработаны с атомной точностью»,-говорится в заявлении студента PhD Saeed Saeed Askari.

«Наши усовершенствованные моделирования показали, что пары атомов кобальтового железа в сочетании с легирующими принудительными танцами азота, усиливают передачу заряда и оптимизируют кинетику реакции, решая одну из самых больших узких мест для перезаряжаемых цинковых батарей».

Эксперимент привел к батарее, которая длилась 74 дня с 3570 циклами зарядки, когда в качестве катода используются кобальт и железо.

Устройство «продемонстрировало выдающуюся производительность» с плотностью мощности 229,6 мВт.cm – 2 и плотностью энергии 997 Whkg – 1, бумага Опубликовано в журнале Chemical Engineering.

Автор со-ведущего доктор Парама Банерджи говорит, что запуск аккумулятора с цинком-эфиром является вехой для этой области.

«Это демонстрирует, что эта технология готова выйти за рамки лаборатории и в практические применения», – сказала она в заявлении.

«Эти катализаторы не только решают ключевое узкое место для батарей с цинком, но и их принципы дизайна могут быть применены через энергетический ландшафт-от топливных элементов до расщепления воды-предлагая широкое воздействие на чистую энергию».

Металлический воздух на спасение

Так называемые металлические батареи являются одной из многих технологий, которые ученые участвуют в разработке в качестве конкурента литий-ионного хранения, но Они были «настроены на вызов» Эта химия на протяжении десятилетий, как сообщает Обновлять экономику в 2013 году.

Прорывы продолжались, с Железной-Никель продается в качестве катализатора, который мог бы сделать это в 2022 году, и исследователи Университета Эдит Коуэн претендуют на свою структурную редизайн в 2023 году. Можно увидеть цинковые батареи в автомобиляхПолем

Существуют реальные преимущества для цинковых батарей, включая потенциально более высокую плотность энергии, дешевое производство и безопасность, поскольку химия менее нестабильна, что делает их теоретически идеальными для автомобилей и самолетов.

Проблемы также множество.

Медленная скорость реакции кислорода приводит к высоким заряду/разгрузку, низкой эффективности, снижению энергетической способности и более короткому сроку службы цикла, говорится в монаш -бумаге.

Добавление металлического катализатора тоже не является легким исправлением, хотя. В неправильной структуре они также могут замедлить реакцию цинка-эфира, поэтому инженеры Монаша остановились на ультратонном 2D-листе, который означал, что катализаторы помогут, а не из-за реакции.

Исследователи нагревали ацетат цинка и хлорид калия до 930 ° C в течение трех часов в атмосфере концентрированного газа азота. Это означало, что они могли превратить смесь в ультратонкие углеродные простыни с пор, в которые могли бы проникнуть другие атомы.

Наиболее эффективными атомами в этом случае были кобальт и железо, которые были лучше приглушить реакцию цинка-воздуха по сравнению с стандартными коммерческими катализаторами, сделанными из дорогих металлов, таких как платиновый и рутений.

Хотите, чтобы последние новости о чистой энергии были доставлены прямо в ваш почтовый ящик? Присоединяйтесь к более чем 26 000 других и подпишитесь на нашу бесплатную ежедневную рассылку.