Пятница, 23 февраля, 2024
ДомойТехнологииУченые используют косметический ингредиент, чтобы изменить защиту аккумулятора

Ученые используют косметический ингредиент, чтобы изменить защиту аккумулятора

- Advertisement -

Исследователи из POSTECH разработали защитную пленку на основе ксантановой камеди для электродов аккумуляторов, повышающую долговечность и эффективность ионно-цинковых аккумуляторов. Это нововведение знаменует собой значительный шаг на пути к устойчивым решениям в области экологически чистой энергетики и решает ключевые проблемы в области технологий хранения энергии.

Ксантановая камедь, вещество, первоначально полученное из таких растений, как капуста, и известное своим углеводным составом, обычно используется в косметике в качестве естественного барьера для поддержания ее полезных свойств для кожи. Благодаря инновационному развитию ксантановая камедь теперь используется для создания защитного экрана для электродов батареи, а не для кожи.

Профессор Чаншин Джо из Высшего института технологии черных и экологических материалов и факультета химической инженерии и Джуён Чан, кандидат наук с факультета химической инженерии Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH), создали защитную пленку. смешивание полимеров. Эта пленка повышает долговечность аккумуляторных электродов, а результаты исследований были опубликованы в международном журнале. Материалы для хранения энергии.

Растущая важность систем хранения энергии

Поскольку возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, по своей природе являются прерывистыми, важность систем хранения энергии (ESS) неуклонно растет. Технология ESS позволяет улавливать и эффективно использовать электроэнергию, когда это необходимо, что делает ее важнейшим элементом использования возобновляемых источников энергии. Хотя литий-ионные (Li-ion) батареи традиционно использовались для приложений ESS, их высокая стоимость и опасения по поводу истощения лития побудили к постоянным исследованиям альтернативных решений.

Представляем защитную пленку на основе ксантановой камеди для обеспечения равномерного осаждения цинка. 1 кредит

Одной из многообещающих альтернатив литию является цинк (Zn), распространенный на Земле элемент. Цинк-ионные батареи способны хранить значительное количество энергии и более безопасны с точки зрения пожароопасности по сравнению с литий-ионными батареями. Тем не менее, достижение равномерного осаждения цинка на электродах аккумуляторов ESS является сложной задачей, а повторяющиеся циклы зарядки и разрядки имеют тенденцию приводить к образованию веткообразных кристаллов на поверхности цинка, сокращая срок службы аккумулятора.

Прорыв в технологии производства аккумуляторов с использованием ксантановой камеди

В этом исследовании исследовательская группа использовала биополимер ксантановую камедь в сочетании с ионопроводящим полимером для создания защитной пленки для электрода батареи. В результате взаимодействия этих двух полимеров на поверхности электрода образовался гладкий защитный слой, эффективно защищающий его от физических воздействий и химических загрязнений.

Кроме того, эта защитная пленка была богата функциональными кислородными группами, которые играли решающую роль в содействии равномерному зародышеобразованию цинка, что приводило к эффективному осаждению цинка на поверхности электрода. Следовательно, образование веткообразных кристаллов на поверхности цинка было значительно уменьшено, а пленка продемонстрировала замечательную стабильность даже после 200 дней многократной зарядки и разрядки.

Профессор Чаншин Джо заявил: «Я надеюсь, что это исследование будет способствовать развитию технологии ESS для устойчивого производства экологически чистой энергии».

Ссылка: «Защитный слой из смеси биополимеров для использования для стабилизации цинкового анода в металлических батареях», авторы Джуён Чан, Джинён Чун и Чаншин Джо, 29 августа 2023 г., Материалы для хранения энергии.
DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102948

Исследование спонсировалось Национальным исследовательским фондом Кореи и Корейским институтом оценки и планирования энергетических технологий.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме