إضافة محفز لتغيير تركيز الملح من معدل الحركية من بطارية الليثيوم زيادة عدة مرات

علم وتكنولوجيا اليومية الأخبار (مراسل جين فنغ مراسل تشو وي وانغ هونغ تشو) في البحث الحالي لنظام تخزين الطاقة الثانوي الجديد،بطارية الليثيوم الأكسجين هي نظام البطارية النظري مع أعلى طاقة محددةومع ذلك، فإن عزل منتج التفريغ بيروكسيد الليثيوم يعيق عملية تطوير بطارية الليثيوم-الأكسجين.مع البروفيسور شي سيكي والعلماء النمساويين، وجدت أن تغيير تركيز الليثيوم أو المذيب يمكن أن يزيد من معدل الكهروكيميائي للعازلات عدة مرات.وقد نشرت نتائج البحث مؤخراً في المجلة الدولية المعتمدة Nature Catalysis.

على عكس بطاريات ليثيوم أيون، مثل البطاريات المتداخلة، والتي تعتمد بشكل رئيسي على إزالة أيونات أو تضمين لتوازن شحنات ريدوكس من المواد الصلبة الموصلة المختلطة،تقنيات البطارية المستقبلية مثل بطاريات الليثيوم والأكسجين وبطاريات الليثيوم والكبريت ستنتج مواد عازلةتتحول بطاريات الليثيوم-الأكسجين الأكسجين المذاب في الإلكتروليت إلى مادة عازلة صلبة بيروكسيد الليثيوم أثناء التفريغ أو الشحن.يمكن للبطاريات الليثيوم الكبريتية تحويل مواد العزل الصلبة الكبريت وكبريتيد الليثيوم مع بعضها البعضيحدث نقل الشحنة بين الأقطاب الكهربائية والمواد العازلة غير القابلة للذوبان والمواد الصلبة المخزنة ، مما يسبب تحويلًا مرتفعًا غير كامل حتى عند تكبير منخفض.

"لقد وجدنا تجريبياً أن اليوديد الليثيوم كمحفز لديه إمكانات طفرة عندما يتفاعل مع مواد عازلة مثل بيروكسيد الليثيوم".المؤلف الأول للورقة و طالب دكتوراه في جامعة نانجينغ للتكنولوجيا، قال أنه عندما يكون إمكانية ناقل أقل من إمكانية الطفرة، ديناميكية تفاعل الوسيط الحراري مع المادة العازلة بطيئة،وعندما يكون الاحتمال أعلى من إمكانات الطفرة، ديناميكية التفاعل بين وسط redox والمواد العازلة سوف تتسارع فجأة.يمكن تعديل التغير في إمكانات الوسط عن طريق تغيير تركيز ملح الليثيوم أو تغيير المذيب.

"بعد بحث مكثف، وجدنا أن هذه الظاهرة موجودة ليس فقط في اليوديد الليثيوم، ولكن أيضا في وسائط أخرى التي تتفاعل مع بيروكسيد الليثيوم،يمكن تمديدها إلى أنظمة بطارية أخرى بخلاف بطاريات الليثيوم والأكسجين"قال تشين أنهم وجدوا أن سبب الطفرة المحتملة كان في الواقع مرتبطًا بسطح الكريستال للمادة العازلة.لأن المواد العازلة مثل بيروكسيد الليثيوم، يجب أن تتجاوز إمكانات الوسط الحد الأدنى من الإمكانات الزائدة المطلوبة للسيطرة على سطح الكريستال.

"تقدم هذه النتيجة بحثًا جديدًا لاختيار الوسيط لأنظمة بطاريات الليثيوم الأكسجين والليثيوم الكبريت، وتوفر أساسًا جديدًا للبحوث المستقبلية حول المحفزات الوسيط."سوف تعزز البحوث أيضا صناعة بطاريات الليثيوم-الأكسجين، بطاريات الليثيوم الكبريت، توفر المزيد من الخيارات لاستبدال بطاريات ليثيوم أيون التجارية الحالية،وسوف يزيد من تسريع تطوير أنظمة تخزين الطاقة الكبيرة مثل السيارات الكهربائية الطاقة الجديدة.