Forskere finder en ny opbevaringsmekanisme for opladning

Forskning mellem University of Liverpool, Storbritannien og National Tsing Hua University (NTHU), Taiwan har afsløret en ny opladningsmekanisme, der har potentiale til at tillade genopladning inden for calcium-luftbatterier.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Kemisk videnskab , Professor Laurence Hardwick fra University of Liverpools Stephenson Institute for Renewable Energy (SIRE) og kolleger opdagede en særpræget form for opbevaring af ladninger ved elektrodeinterfacet beskrevet som fanget interfacial redox. Dette nye fund introducerer en ny mekanisme til opbevaring af opladninger, der kan udnyttes i praktiske enheder.

Hovedforfatter til papiret, Yi Ting (Leo) Lu, er en fælles ph.d. studerende i den dobbelte ph.d. program mellem University of Liverpool og National Tsing Hua University. Han sagde, "Vi begyndte at undersøge disse elektrolytsystemer som en del af forståelsen af, hvordan man udvikler et metal-luftbatteri baseret på calciummetal, som er et meget rigeligt jordelement, skaber en meget bæredygtig batteriteknologi. "

"Forskningen undersøger dannelsen af ​​en elektrokemisk genereret mellemlagsbelægning på elektrodeoverflader, der begrænser den reducerede form for iltgas kendt som superoxid, så det let oxideres. "

Undersøgelsen blev udført i en elektrolyt designet til et calcium-luftbatteri, som hidtil havde vist sig at være praktisk talt irreversibel. Forskergruppen bemærkede, at da elektroden blev cyklet mange titals gange, den elektrokemiske proces blev støt mere reversibel, og en række eksperimenter blev udført for fuldt ud at forstå mekanismen.

Dr. Alex Neale, som også er en del af forskergruppen, sagde, "Gennem systematiske elektrokemiske og spektroskopiske undersøgelser, vi begyndte at forstå oprindelsen til denne rimelig mærkelige og spændende nye proces, der optræder i vores målinger. Den nye mekanisme for fanget grænsefladeredox, som vi definerede, letter en tidligere uset grad af reversibilitet for systemer baseret på calcium-luftbatteriet. "

Yderligere arbejde vil undersøge, hvor let dette fænomen observeres i forskellige elektrolytsystemer og for at forstå, om den lagrede ladning kan udnyttes yderligere, skaleret op og brugt i et praktisk system til energilagring.

På grund af den britiske lockdown i marts 2020, Yi Ting (Leo) Lu vendte tilbage til Taiwan seks måneder tidligere end planlagt, så for at færdiggøre undersøgelsen oprettede teamet parallelle eksperimenter inden for både Liverpool og NTHU -laboratorier for at sammenligne resultater og sikre reproducerbarhed af observationer.