اضافه کردن یک کاتالیزور برای تغییر غلظت نمک از نرخ جنبشی از باتری لیتیوم افزایش چند برابر

اخبار علم و فناوری روزانه (خبرنگار جین فنگ خبرنگار ژو وی وانگ هونگ ژو) در تحقیقات فعلی سیستم ذخیره سازی انرژی ثانویه جدید،باتری لیتیوم اکسیژن سیستم باتری نظری با بالاترین انرژی خاص است.با این حال، عایق بندی محصول تخلیه آن، پروکسید لیتیوم، روند توسعه باتری لیتیوم-اکسیژن را مانع می شود.همراه با پروفسور شی سیکی و دانشمندان اتریشی، مشخص شد که تغییر غلظت لیتیوم یا حلال می تواند سرعت الکتروشیمیایی عایق ها را چندین برابر افزایش دهد.نتایج این تحقیق اخیرا در مجله معتبر بین المللی Nature Catalysis منتشر شده است..

بر خلاف باتری های لیتیوم یون، مانند باتری های متداول، که عمدتاً برای تعادل شارژ های ردوکس از جامد های هدایت کننده مخلوط، به جدا کردن یا جاسازی یون متکی هستند،تکنولوژی های باتری آینده مانند باتری های لیتیوم-اکسیژن و باتری های لیتیوم-کربن مواد عایق کننده تولید می کنندباتری های لیتیوم-اکسیژن اکسیژن محلول شده در الکترولیت را در حالت جامد به ماده عایق کننده لیتیوم پروکسید در هنگام تخلیه یا شارژ تبدیل می کنند.باتری های لیتیوم سولفر می توانند سولفر و سولفید لیتیوم را به یکدیگر تبدیل کنندانتقال شارژ بین الکترودها و مواد عایق ناپذیری و جامد ذخیره سازی رخ می دهد که باعث تبدیل بیش از حد و ناقص حتی در بزرگنمایی کم می شود.

"ما از نظر تجربی دریافتیم که یودید لیتیوم به عنوان یک کاتالیزور، وقتی با مواد عایق کننده مانند پروکسید لیتیوم واکنش نشان می دهد، پتانسیل جهش دارد".اولین نویسنده مقاله و دانشجوی دکترا در دانشگاه فناوری نانجینگ، گفته می شود که وقتی پتانسیل بردار کمتر از پتانسیل جهش باشد، پویایی واکنش محیط ردوکس با ماده عایق آهسته است،و زمانی که پتانسیل فقط بالاتر از پتانسیل جهش است، پویایی واکنش بین محیط ردوکس و ماده عایق ناگهان تسریع می شود.تغییر پتانسیل محیط را می توان با تغییر غلظت نمک لیتیوم یا تغییر حلال تنظیم کرد..

"بعد از تحقیقات فشرده، ما دریافتیم که این پدیده نه تنها در لیتیوم یودید وجود دارد، بلکه در رسانه های دیگر که با پروکسید لیتیوم واکنش نشان می دهند،که می تواند به سایر سیستم های باتری به غیر از باتری های لیتیوم-اکسیژن گسترش یابد"چن گفت که آنها متوجه شدند که دلیل پتانسیل جهش در واقع مربوط به سطح کریستالی مواد عایق کننده است.چون مواد عایق کننده مانند لیتیوم پروکسید سطوح پلی کریستالین هستند، پتانسیل محیط باید از حداقل بیش از حد مورد نیاز برای تسلط بر سطح کریستال بیشتر باشد.

"این نتیجه تحقیقات ایده جدیدی را برای انتخاب محیط برای سیستم های باتری لیتیوم اکسیژن و لیتیوم گوگرد فراهم می کند و مبنای جدیدی برای تحقیقات آینده در مورد کاتالیزورهای محیط فراهم می کند."این تحقیق همچنین باعث توسعه صنعتی باتری های لیتیوم اکسیژن خواهد شد"، باتری های لیتیوم سولفر، گزینه های بیشتری برای جایگزینی باتری های لیتیوم یون تجاری فعلی فراهم می کنند.و توسعه سیستم های بزرگ ذخیره سازی انرژی مانند خودروهای الکتریکی انرژی جدید را بیشتر تسریع خواهد کرد..