Tá córas nua ceallraí ceimiceach tugtha isteach ag foireann taighde faoi stiúir an Ollaimh CHEN Wei in Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne (USTC) a úsáideann gás hidrigine mar anóid. Foilsíodh an staidéar sanAngewandte Chemie Eagrán Idirnáisiúnta.
Hidrigin (H2) tá aird tarraingthe aige mar iompróir fuinnimh in-athnuaite cobhsaí agus cost-éifeachtach mar gheall ar a airíonna leictriceimiceacha fabhracha. Mar sin féin, úsáideann cadhnraí traidisiúnta bunaithe ar hidrigine H₂ den chuid is mó.2mar chatóid, rud a chuireann srian ar a raon voltais go 0.8–1.4 V agus a chuireann teorainn lena gcumas stórála fuinnimh foriomlán. Chun an teorannú seo a shárú, mhol an fhoireann taighde cur chuige nuálach: úsáid a bhaint as H₂2mar anóid chun dlús fuinnimh agus voltas oibre a fheabhsú go suntasach. Nuair a péireáladh é le miotal litiam mar anóid, léirigh an ceallraí feidhmíocht leictriceimiceach eisceachtúil.
Sceitse den cheallraí Li−H. (Íomhá le USTC)
Dhear na taighdeoirí fréamhshamhail de chóras ceallraí Li-H, ina raibh anóid miotail litiam, ciseal idirleata gáis atá brataithe le platanam a fheidhmíonn mar chatóid hidrigine, agus leictrilít soladach (Li1.3Al0.3Ti1.7(O.P.4)3, nó LATP). Ceadaíonn an chumraíocht seo iompar éifeachtach ian litiam agus íoslaghdú á dhéanamh ar idirghníomhaíochtaí ceimiceacha nach dteastaíonn. Trí thástáil, léirigh an ceallraí Li-H dlús fuinnimh teoiriciúil de 2825 Wh/kg, ag cothabháil voltas seasta de thart ar 3V. Ina theannta sin, bhain sé amach éifeachtúlacht turas cruinn (RTE) suntasach de 99.7%, rud a léiríonn íosmhéid caillteanais fuinnimh le linn timthriallta luchtaithe agus díluchtaithe, agus cobhsaíocht fhadtéarmach á cothabháil ag an am céanna.
Chun feabhas breise a chur ar éifeachtúlacht costais, sábháilteacht agus simplíocht déantúsaíochta, d'fhorbair an fhoireann ceallraí Li-H gan anóid a chuireann deireadh leis an ngá atá le miotal litiam réamhshuiteáilte. Ina áit sin, taisctear litiam ó shalainn litiam (LiH) sa cheallraí.2PO4agus LiOH) san leictrilít le linn muirir. Coinníonn an leagan seo buntáistí na ceallraí Li-H caighdeánaí agus tugann sé buntáistí breise isteach ag an am céanna. Cuireann sé plátáil agus stialladh litiam éifeachtúil ar chumas le héifeachtúlacht Coulombic (CE) de 98.5%. Ina theannta sin, oibríonn sé go cobhsaí fiú ag tiúchain ísle hidrigine, rud a laghdaíonn an spleáchas ar stóráil H₂ ardbhrú. Rinneadh samhaltú ríomhaireachtúil, amhail insamhaltaí Teoiric Fheidhme Dlúis (DFT), chun tuiscint a fháil ar an gcaoi a mbogann iain litiam agus hidrigine laistigh d'leictrilít na ceallraí.
Cuireann an dul chun cinn seo i dteicneolaíocht ceallraí Li-H deiseanna nua ar fáil do réitigh stórála fuinnimh chun cinn, agus féidearthachtaí ann maidir le heangacha fuinnimh in-athnuaite, feithiclí leictreacha, agus fiú teicneolaíocht aeraspáis. I gcomparáid le cadhnraí nicil-hidrigine traidisiúnta, seachadann an córas Li-H dlús agus éifeachtúlacht fuinnimh fheabhsaithe, rud a fhágann gur iarrthóir láidir é do stóráil cumhachta den chéad ghlúin eile. Leagann an leagan gan anóid an dúshraith do chadhnraí hidrigine-bhunaithe atá níos costéifeachtaí agus níos inscálaithe.
Nasc Páipéir:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Scríofa ag ZHENG Zihong, curtha in eagar ag WU Yuyang)
Am an phoist: 12 Márta 2025