Salt er nøgleingrediensen til billigere og mere effektive batterier

Et nyt design af genopladeligt batteri, skabt ved hjælp af salt, kunne føre vejen for grønnere energi. Forskere ved University of Nottingham Ningbo China (UNNC) er gået sammen med en specialistgruppe ved Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP), Det kinesiske videnskabsakademi om design til den nye energilagring, der giver mulighed for større strøm og samtidig holder længere end konventionelle batterier.

Stigende efterspørgsel efter elektriske køretøjer og mere bæredygtige transportformer betyder at finde nye former for energilagring som f.eks. Batterier, super-kondensatorer og brændselsceller. I øjeblikket er industriens store udfordring den dårlige ydelse af genopladelige batterier, som ofte mister energi og strøm for hurtigt over tid.

Samarbejdsteamet ledes af professor Jiangiang Wang, en ekspert i smeltet saltekemi ved SINAP, og professor George Chen, Li Dak Sum Chair Professor i elektrokemiske teknologier ved UNNC, og har arbejdet med at designe en mulig løsning skitseret i et papir publiceret i tidsskriftet ChemSusChem .

Papiret, Et genopladeligt smeltet saltjern-iltbatteri med høj temperatur, skitserer forskning udført ved hjælp af et nyt og overkommeligt genopladeligt jern-oxygen-batteri, der indeholder en tofaset elektrolyt af smeltet carbonat og fast oxid. Den første forfatter til papiret, Dr. Cheng Peng påpegede, at det nye design fusionerer fordelene ved en fastoxidbrændselscelle og smeltet metal-luftbatteri, tilbyder væsentligt forbedret batterireaktionskinetik og effektkapacitet uden at gå på kompromis med energikapaciteten.

Professor Chen sagde:"I øjeblikket er den største udfordring for genopladelige metal -oxygen -batterier ligger i den langsomme kinetik af elektrodereaktioner, hvilket resulterer i lav energi og effekttæthed. Derfor, Aktivering af reaktionerne på både de negative og positive elektroder er afgørende for højtydende genopladelige metal-oxygen-batterier. "

Løsningen på denne udfordring som bekræftet af teamets arbejde er innovativ, men enkel og billig. Professor Wang forklarede:"Vi kiggede på at hæve arbejdstemperaturen for metal-oxygenbatteriet ved hjælp af metaller som jern som en base, da dette kan aktiveres ved en høj temperatur og holder omkostningerne nede. Brændselsceller i fastoxid bruger tin eller vismut som negative elektrode materialer, men et problem var metaloxider, der dannede sig mellem metal og fast elektrolyt og forhindrede ionledningen. "

Dr. Peng tilføjede:"En type metaloxygenbatterier ved høj temperatur er det såkaldte smeltede luftbatteri, der kan bruge uædle metaller til hurtig overførsel af flere elektronladninger i smeltede salte. De smeltede salte har evnen til at opløse metaloxider. Vores forslag kiggede på et smeltet salt-jern-oxygen batteri med en tofaset elektrolyt af smeltet carbonat og fast oxid, der fusionerer fordelene ved begge typer batterier.

"Resultatet var et billigt og langt levetid genopladeligt højtemperatur smeltet salt-jern-oxygen batteri med både høj energilagringskapacitet og hurtig opladning og afladning."

Teamet bag det nye design forventer, at det nye batteri har en stor potentiel anvendelse inden for netskala og lagring af vedvarende energi. Professor Chen, som også leder et elektrolyselaboratorium for smeltet salt i Nottingham, sagde, at den nye forskning bag batteridesignet har flere applikationer. For eksempel, smeltede salte er den ideelle lagervæske til solvarme ved høje temperaturer. Derfor, det smeltede salt-jern-oxygen batteri er i princippet i stand til at lagre både solvarme og elektricitet, hvilket er meget ønskeligt for både indenlandske og industrielle energibehov.