ಚೀನಾ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ (USTC) ಪ್ರೊ. ಚೆನ್ ವೀ ನೇತೃತ್ವದ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಆನೋಡ್ ಆಗಿ ಬಳಸುವ ಹೊಸ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನುAngewandte Chemie ಅಂತರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಆವೃತ್ತಿ.
ಹೈಡ್ರೋಜನ್ (H2) ತನ್ನ ಅನುಕೂಲಕರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ವಾಹಕವಾಗಿ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್-ಆಧಾರಿತ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ H ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ2ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಆಗಿ, ಇದು ಅವುಗಳ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು 0.8–1.4 V ಗೆ ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಮಿತಿಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು, ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಒಂದು ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿತು: H ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು2ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಆನೋಡ್ ಆಗಿ. ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದೊಂದಿಗೆ ಆನೋಡ್ ಆಗಿ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಅಸಾಧಾರಣ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು.
Li−H ಬ್ಯಾಟರಿಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರ. (USTC ಯಿಂದ ಚಿತ್ರ)
ಸಂಶೋಧಕರು ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದ ಆನೋಡ್, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಪ್ಲಾಟಿನಂ-ಲೇಪಿತ ಅನಿಲ ಪ್ರಸರಣ ಪದರ ಮತ್ತು ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ (ಲಿ) ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಮೂಲಮಾದರಿ Li-H ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು.೧.೩Al0.3Ti೧.೭(ಪಿಒ4)3, ಅಥವಾ LATP). ಈ ಸಂರಚನೆಯು ಅನಪೇಕ್ಷಿತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂವಹನಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವಾಗ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನು ಸಾಗಣೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಮೂಲಕ, Li-H ಬ್ಯಾಟರಿಯು 2825 Wh/kg ನ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು, ಸುಮಾರು 3V ನ ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಿತು. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಇದು 99.7% ನಷ್ಟು ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ರೌಂಡ್-ಟ್ರಿಪ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು (RTE) ಸಾಧಿಸಿತು, ಇದು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಚಕ್ರಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕನಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ವೆಚ್ಚ-ದಕ್ಷತೆ, ಸುರಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಸರಳತೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸಲು, ತಂಡವು ಆನೋಡ್-ಮುಕ್ತ Li-H ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು, ಇದು ಮೊದಲೇ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾದ ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಬದಲಾಗಿ, ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಲಿಥಿಯಂ ಲವಣಗಳಿಂದ (LiH) ಲಿಥಿಯಂ ಅನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ.2PO4ಮತ್ತು LiOH) ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವಾಗ ಈ ಆವೃತ್ತಿಯು ಪ್ರಮಾಣಿತ Li-H ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ಇದು 98.5% ಕೂಲಂಬಿಕ್ ದಕ್ಷತೆ (CE) ಯೊಂದಿಗೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಲಿಥಿಯಂ ಲೇಪನ ಮತ್ತು ಸ್ಟ್ರಿಪ್ಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ H₂ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ಮೇಲಿನ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳು ಹೇಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸಿದ್ಧಾಂತ (DFT) ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳಂತಹ ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು.
Li-H ಬ್ಯಾಟರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಈ ಪ್ರಗತಿಯು ಸುಧಾರಿತ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ಅವಕಾಶಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ಗ್ರಿಡ್‌ಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳು ಮತ್ತು ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿವೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ನಿಕಲ್-ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, Li-H ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ವರ್ಧಿತ ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಗ್ರಹಣೆಗೆ ಪ್ರಬಲ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಯಾಗಿದೆ. ಆನೋಡ್-ಮುಕ್ತ ಆವೃತ್ತಿಯು ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಸ್ಕೇಲೆಬಲ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್-ಆಧಾರಿತ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಹಾಕುತ್ತದೆ.
ಪೇಪರ್ ಲಿಂಕ್:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(ಜೆಂಗ್ ಜಿಹಾಂಗ್ ಬರೆದಿದ್ದಾರೆ, ಡಬ್ಲ್ಯುಯು ಯುಯಾಂಗ್ ಸಂಪಾದಿಸಿದ್ದಾರೆ)
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಮಾರ್ಚ್-12-2025